Investigadores de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) han desarrollado nanopartículas de carbono capaces de favorecer la eliminación de sustancias contaminantes del agua mediante la acción de la luz ultravioleta. Estas partículas, conocidas como carbon dots o puntos de carbono, han sido modificadas con pequeñas cantidades de metales para mejorar su capacidad de actuar como catalizadores y acelerar las reacciones químicas de descomposición.
El trabajo ha sido realizado por los investigadores Elisa Herrera Herrera, Antonio Gil Bravo y Manuel Algarra González, integrantes del Instituto de Materiales Avanzados y Matemáticas (INAMAT2) de la UPNA. Esta investigación científica se ha publicado en la revista Journal of Colloid and Interface Science, que además la ha seleccionado como portada de su volumen 715.
Eliminación del 4-nitrofenol mediante fotocatálisis con níquel y hierro
El estudio de la UPNA se ha centrado en la degradación del 4-nitrofenol, un compuesto tóxico habitual en residuos industriales que sirve como referencia para evaluar materiales de depuración. En las pruebas del laboratorio, las nanopartículas de carbono modificadas con níquel y hierro lograron degradar hasta el 94 % de este compuesto bajo irradiación ultravioleta.
Los carbon dots son partículas de tamaño muy reducido formadas principalmente por carbono. La investigación ha analizado su uso en fotocatálisis, un proceso donde la luz ultravioleta activa el material para descomponer la contaminación acuática. Para potenciar el rendimiento, el equipo incorporó pequeñas cantidades de metales como níquel, hierro y rutenio. La combinación de dos metales en una misma nanopartícula mejoró la eficiencia del proceso, destacando los resultados obtenidos con la pareja de níquel y hierro.
Síntesis hidrotermal de nanopartículas para la innovación ambiental
Para la obtención de las partículas, los científicos aplicaron un procedimiento hidrotermal de una sola etapa, calentando una disolución en un recipiente cerrado bajo condiciones controladas. Como resultado, se crearon partículas estables en agua con capacidad de emitir luz, cualidad que facilita el estudio de su comportamiento durante la descomposición del agente tóxico.
La investigación comparó tres tipos de puntos de carbono: sin dopar, dopados con elementos no metálicos y modificados con metales. Las partículas con níquel y hierro mostraron la mayor actividad frente al resto de combinaciones, seguidas por las de rutenio y hierro, que también mostraron respuesta aunque con menor rendimiento.
