Obtención de ácido tereftálico a partir de residuos de PET para la síntesis de una red metal-orgánica a base de hierro, MIL-88B (Fe)

El uso masivo de plásticos del tipo tereftalato de polietileno (PET) ha generado la acumulación de grandes cantidades de residuos, los cuales presentan actualmente una problemática ambiental debido a su difícil degradación por medios naturales. En los últimos años se han venido desarrollando diferentes estrategias de reciclaje que contribuyen a mitigar este problema ambiental. En el presente trabajo se plantea una estrategia de reciclaje químico como una alternativa de valorización de los residuos de PET, donde uno de los productos de degradación química se utiliza como precursor para la síntesis de un material de mayor valor agregado. En particular, se plantea la síntesis de una red metal-orgánica a partir del ácido tereftálico que se obtiene por despolimerización vía hidrólisis ácida de residuos plásticos a base del tereftalato de polietileno (PET). Debido a sus propiedades estructurales y morfológicas, las redes metal-orgánicas permiten modular sus propiedades fisicoquímicas, lo cual tiene alto impacto en la investigación en campos como catálisis, tratamiento de aguas, inmovilización de enzimas, entrega controlada de medicamentos, y sensores, entre otros. Con el propósito de determinar las condiciones óptimas para la despolimerización del PET vía hidrólisis ácida, se desarrolló un diseño experimental de tipo Box-Behnken, donde las variables fueron la concentración de ácido clorhídrico (1 M, 2 M, 3 M), la temperatura (150 °C, 175 °C, 200 °C) y el tiempo de reacción (24 h, 36 H, 48 h). Aunque los resultados del diseño experimental sugieren que las interacciones entre los niveles de las variables no fueron muy significativas, los resultados permitieron identificar unas condiciones adecuadas para la despolimerización del PET, específicamente una concentración de ácido clorhídrico 2 M, 150 °C y 48 h de reacción, obteniendo así un rendimiento de ácido tereftálico(TPA) del 89 % y un grado de conversión del PET de 95 %. Además, la caracterización del ácido tereftálico (TPA) obtenido por diferentes técnicas de análisis (espectroscopía IR, y análisis térmico TGA-DSC) indicó que se obtuvo un producto con características similares al producto comercial. Por otro lado, el TPA obtenido por el proceso de despolimerización del PET se utilizó como precursor para la síntesis de una red metal-orgánica del tipo MIL-88B (Fe). La síntesis del MOF a base de hierro se sintetizó siguiendo un procedimiento reportado en la literatura donde se emplean condiciones más suaves y además se hace uso de un solvente menos costoso y tóxico que el empleado comúnmente; específicamente se sintetizó la red metal-orgánica del tipo MIL-88B (Fe) usando etanol con solvente a 45ºC, 48h con una relación estequiométrica 1:0.8 de Fe (NO3)3·9H2O y TPA, respectivamente. Los resultados de caracterización permitieron evidenciar que bajo estas condiciones y empleando el ácido tereftálico (TPA) obtenido por despolimerización en medio ácido del PET, se logró sintetizar el material MIL-88B (Fe) con unas características similares a las obtenidas usando en TPA grado reactivo.

• Autores: Foronda Marín, Mateo
• Tipo de recurso: Trabajo de grado de pregrado
• Fecha de publicación: 2025
• Institución: Universidad de Antioquia
• Repositorio: Repositorio UdeA
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/47461
• Acceso en línea: https://hdl.handle.net/10495/47461
• Palabra clave: Tereftalatos Polietilenos; Polyethylene Terephthalates; Estructuras Metalorgánicas; Metal-Organic Frameworks; Despolimerización; depolymerization; Ligando; ligands; Red metal-orgánica; MIL-88B (Fe); MOF; PET; Propiedades estructurales; Morfológicas; http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_3a483d15; http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_27567; https://id.nlm.nih.gov/mesh/D011093; https://id.nlm.nih.gov/mesh/D000073396; ODS 9: Industria, innovación e infraestructura. Construir infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible y fomentar la innovación
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