MOFs: Propiedades y aplicación en separaciones más eficientes

El estudio de los compuestos metal-orgánicos MOFs ha experimentado un rápido crecimiento en las últimas dos décadas debido a sus interesantes propiedades: exibilidad en cuanto al diseño y funcionalización de sus poros, elevada super cie especí ca y síntesis menos complejas, entre otras. Entre sus aplicaciones cabe destacar la tecnología de membranas, donde los MOFs juegan un papel crucial para la mejora de las propiedades permeoselectivas de las membranas poliméricas en distintos procesos de separación

Síntesis y caracterización de microesferas huecas del titanosilicato microporoso ETS-10

El objetivo de este trabajo es preparar microesferas huecas del titanosilicato ETS-10 en las que el acceso al hueco interior estaría controlado por la microporosidad característica del ETS-10. Las aplicaciones futuras de este material incluyen, entre otras, la formulación de membranas híbridas titanosilicato-polímero para la separación de gases, combinando las ventajas del polímero (fácil procesado y bajo coste) con las propiedades separativas del material (alto flujo por el hueco interior y tamizado molecular en el caparazón). Estas esferas se beneficiarían de la ventaja de que el titanosilicato ETS-10, a diferencia de la silicalita-1 utilizada anteriormente con el mismo objeto, no necesita de agentes orgánicos directores de la estructura para su preparación. Esto supone un ahorro en la síntesis al no requerir de compuestos orgánicos ni de una calcinación final. La formación de esferas huecas de ETS-10 requiere varias etapas. En primer lugar se sintetizan las esferas mesoporosas de sílice (MSSs) que actúan tanto de plantilla esférica como de fuente de silicio para la formación del caparazón de ETS-10. Las MSSs se siembran con cristales de ETS-10, por lo que se tratan previamente con un policatión (PDDA) que permitirá la deposición por atracción electrostática. Por último, se añade el gel de síntesis para llevar a cabo la síntesis hidrotermal y obtener las esferas huecas de ETS-10. Los materiales obtenidos se caracterizan por diversas técnicas (SEM y TEM, EDX, XRD, adsorción-desorción de N2, DLS, potencial Z). En este trabajo se ha conseguido una optimización de la temperatura y del tiempo de síntesis del ETS-10, así como una reducción en el tamaño de los cristales a nivel nanométrico (80 nm), nunca reportados anteriormente. Estos cristales permiten en la etapa de siembra un recubrimiento homogéneo en toda la superficie de las esferas de sílice. En el tratamiento hidrotermal de las esferas sembradas se ha estudiado la influencia de la temperatura y tiempo de síntesis, de la fuente de titanio y del porcentaje de silicio aportado por las esferas. Utilizando TiCl3 como fuente de titanio, a 195oC y 48h se han consiguiendo esferas huecas con un recubrimiento parcial de ETS-10, según muestran los resultados de SEM y XRD, y con un área BET de 155 m2/g, similar a la de los cristales de ETS-10

Tinkering as a STEAM learning method at the Montessori School in Rubí

L’article mostra l’experiència didàctica que es desenvolupa a l’Escola Montessori ubicada al municipi de Rubí, en un context en què el foment de les vocacions STEAM (de l’anglès science, technology, engineering, arts and mathematics) està molt present. Amb aquest article volem promoure que altres escoles catalanes coneguin l’ús del tinkering com a metodologia a l’aula, tot explicant la nostra experiència i el procés de canvi, i definint i emmarcant els conceptes metodològics per tal d’encoratjar altres centres educatius cap a la seva transformació.This article presents the teaching experience at the Montessori school in the town of Rubí, within a context in which STEAM pathways are actively fostered. The authors seek to encourage other Catalan schools to learn about the use of tinkering as a classroom method, discussing their experience and the process of change that is involved. Methodological concepts are defined and their framework is explained in order to facilitate their application and the transformation of interested schools

Synthesis and Characterization of Covalent Triazine Framework CTF-1@Polysulfone Mixed Matrix Membranes and Their Gas Separation Studies

Covalent triazine framework CTF-1 and polysulfone (PSF) are used to form mixed-matrix membranes (MMMs) with 8, 16, and 24 wt% of the porous filler material CTF-1. Studies on permeability and selectivity are carried out concerning the gases O2, N2, CO2, and CH4. CO2 permeability of the synthesized MMMs increases by 5.4 Barrer in comparison to the pure PSF membrane. The selectivity remains unchanged for O2/N2 and CO2/CH4 but was found to be increased for CO2/N2. Further, comparisons to theoretical models for permeability prediction yield a permeability for CTF-1 which is about six times higher than the permeability of PSF. The inverse of the sum of the free fractional volumes (FFV) of the polymer and the filler correlate linearly to the logarithm of the permeabilities of the gases which conversely indicates that the porosity of the filler contributes to the gas transport through the membrane

Metal-organic framework MIL-101(Cr) based mixed matrix membranes for esterification of ethanol and acetic acid in a membrane reactor

Mixed matrix membranes (MMMs) based on the polyimide Matrimid® (PI) with metal-organic framework (MOF) MIL-101(Cr) as porous nanostructured filler were synthesized and applied as separation element in a membrane reactor to carry out the esterification of acetic acid with ethanol. The MMMs were characterized by techniques including X-ray diffraction, IR spectroscopy and scanning electron microscopy. In order to compare the performance of MIL-101(Cr)-PI MMMs in the membrane reactor, pure PI and HKUST-1-PI membranes were also used. MMMs provided a better reactor performance than the bare PI membrane because of the increase in permeability associated to the presence of MOF as filler. The PI membrane reactor barely achieved the same conversion as a fixed bed reactor, while the MIL- 101(Cr)-PI membrane showed a reactor performance similar to that of the HKUST-1-PI membrane with higher stability, as confirmed by membrane characterization after the reaction experiments

Síntesis de Membranas Mixtas MOF-Polímero para Nanofiltración

Este trabajo busca continuar una línea de investigación ya comenzada por el grupo CREG (Catálisis, Separaciones Moleculares e Ingeniería de Reactores) referente a la optimización de membranas para el proceso de nanofiltración de disolventes orgánicos (OSN). Los objetivos principales de este proyecto se centran enla combinación de compuestos metalorgánicos porosos (MOFs) con matrices poliméricas para la formulación de membranas nanocompuestas de película delgada (TFN) y posterior utilización en el proceso OSN. En este trabajo se ha logrado incorporar nanopartículas de los materiales porosos MIL68 (Al) y ZIF-11 en membranas TFN, nunca antes utilizados con este objetivo. Además, los resultados obtenidos con estas membranas se han comparado con los de las membranas TFN con los MOFs MIL-101 (Cr) y ZIF-8, ya utilizados anteriormente por el grupo. En este caso, y a diferencia de estudios previos, los experimentos de OSN se han llevado a cabo en discontinuo. Mediante técnicas de caracterización de microscopía electrónica de transmisión (TEM) y de barrido (SEM), complementadas con otras como análisis termo-gravimétrico (TGA), isoterma de adsorción de nitrógeno (BET), difracción de rayos X (XRD), espectroscopía IR (FTIRATR) y ángulo de contacto, se ha logrado verificar la correcta síntesis e incorporación de los diferentes MOFs en las membranas TFN resultantes. En el proceso de nanofiltración se ha alimentado una disolución del colorante Sunset Yellow (452 Da) en metanol. Además del efecto de los MOFs, se ha logrado comparar el funcionamiento de las membranas al modificar parámetros de síntesis que afectan al soporte poroso asimétrico de poliimida y a la capa delgada de poliamida soportada sobre él, así como al añadir postratamientos químicos con DMF a las membranas una vez formadas. Gracias a utilización de diferentes MOFs se ha logrado interpretar el efecto que tienen las diferentes propiedades de los mismos (hidrofilicidad, porosidad y agregación de las partículas) en los resultados de nanofiltración obtenidos. En todos los casos se ha observado un aumento en la permeación de MeOH con respecto a las membranas sin la adición de MOFs, manteniendo los rechazos superiores al 90 %. Ha resultado interesante la comparación del MIL-101 (Cr) con el MIL-68 (Al) y ZIF-11, ya que el primero resultó ser el más eficaz en anteriores trabajos. Este estudio ha permitido identificar nuevas mejoras, además de nuevas líneas de investigación para continuar optimizando el proceso OSN

Cucumis metuliferus como potencial portainjerto de melón para el control de Meloidogine spp.

Se evaluó la eficacia de C. metuliferus sobre las densidades de población de M. incognita, la producción y calidad de melón, y la potencial selección de poblaciones virulentas. El melón cv. Paloma, sin injertar o injertado sobre C. metuliferus, se cultivó en primavera y verano en invernadero en rotación con tomate susceptible cv. Durinta, sin injertar o injertado en el portainjerto resistente Aligator, en suelo sin infestar e infestado con M. incognitaPostprint (published version

Towards a Marine SDI: a methodology to allow metadata interoperability

Fourth International Workshop on Marine Technology (MARTECH 2011), 22-23 September 2011, Cádiz.-- 1 pageThe INSPIRE Directive (2007/2/EC) is leading the way towards development and creation of a Marine Spatial Data Infrastructure (SDI) of the Institute of Marine Science (ICM-CSIC) and the Marine Technology Unit (UTM-CSIC). As a first step, a Catalog Web Service (CWS) was developed to access geospatial information of the projects, vessels and observatories, under the guidelines of standardization established by the Open Geospatial Consortium (OGC) and International Organization for Standardization (ISO). MIKADO was chosen to edit metadata and GeoNetwork to search, publish and distribute geospatial data across multiple catalogs. A specific Java app (called Forest) was developed to create metadata based on MIKADO XML files. Furthermore, an XML style sheet was developed to import metadata created by MIKADO into GeoNetwork complying with ISO 19139.Peer reviewe

Solventless Synthesis of MOFs at High Pressure

Besides the substitution or minimization of the use of harmful solvents, one essential goal of chemistry is to try to avoid their use altogether whenever possible. In the case of the synthesis of MOFs (metal–organic frameworks), this can only be achieved by finding alternatives to conventional processes. An example is the approach described here which involves working at high pressure (at 0.31 GPa) without using a solvent. This has evident advantages over mechanochemical synthesis by grinding or milling (also a solventless process) where the sample is submitted to attrition. The present paper reports the simple high pressure synthesis of the ZIF (zeolitic imizadolate framework) ZIF-8. This methodology enables fast synthesis of MOF materials and offers new insights into their industrial implementation. In addition, this technique could be applied to the synthesis of other MOFs and even COFs (covalent organic frameworks)