Bogotá - Ciencias - Maestría en Ciencias - Química · 2026
Uso de arilcalix[4]resorcinarenos en la modificación de monolitos con base en poliestireno y evaluación en la remoción de ion cúprico en medios acuosos
El presente trabajo aborda el diseño de monolitos poliméricos funcionalizados con calix[4]resorcinarenos como materiales promisorios para la remoción selectiva del ion cúprico (Cu²⁺) en medios acuosos, integrando estrategias de química supramolecular y ciencia de materiales porosos. A partir de la síntesis de un calix[4]resorcinareno base y su posterior modificación dirigida, se obtuvieron macrociclos con elevada afinidad hacia cationes metálicos, los cuales fueron incorporados en matrices monolíticas reticuladas para generar estructuras continuas con alta porosidad, estabilidad química y accesibilidad a los sitios activos. La caracterización espectroscópica confirmó la integridad estructural de los macrociclos y su adecuada integración en la red polimérica. El desempeño adsorbente de los monolitos se evaluó mediante estudios sistemáticos de las variables operativas clave, permitiendo establecer condiciones óptimas de remoción de Cu²⁺ a pH 5,0, con un tiempo de contacto de 2 horas y una concentración inicial del analito de 0,1 M. Bajo estas condiciones, los materiales mostraron alta eficiencia de captura y cinéticas rápidas de adsorción, favorecidas por la estructura macroporosa del monolito, que promueve la transferencia de masa y la interacción efectiva con los sitios de coordinación. Los resultados evidencian el potencial de estos monolitos funcionalizados como alternativas sostenibles y altamente eficientes para el tratamiento de aguas contaminadas con metales pesados, contribuyendo al desarrollo de tecnologías de descontaminación alineadas con los principios de la química verde y la economía circular. (Texto tomado de la fuente)
Texto completo 160 páginas con texto de 161
Leer la tesis completa Ficha en el repositorio
Contenido
- Marco teóricop. 22
- Contaminantes ambientalesp. 22
- Aspectos generales del cobrep. 23
- Métodos de remoción de cationes metálicos en medios acuososp. 26
- 1.3.1 Precipitación químicap. 26
- 1.3.2 Coagulación y floculaciónp. 27
- 1.3.3 Intercambio iónicop. 28
- 1.3.4 Filtración por membranasp. 28
- 1.3.5 Procesos electroquímicosp. 29
- 1.3.6 Adsorciónp. 29
- Materiales convencionales en la adsorción de metales pesadosp. 31
- pesadosp. 97
- Monolitosp. 36
- 1.6.1 Agentes modificadores en monolitos poliméricosp. 41
- Resorcinarenosp. 43
- Métodos de síntesisp. 45
- Aspectos estructuralesp. 46
- Funcionalización de los resorcinarenosp. 48
- 1.10.1 Funcionalización en el borde superior de los resorcinarenosp. 49
- 1.10.2 Funcionalización en el borde inferior de los resorcinarenosp. 50
- Metodologíap. 52
- Técnicas generales utilizadasp. 53
- Fase 1. Síntesis y caracterización de los resorcinarenosp. 52
- 2.2.1 Síntesis convencional de Calix[4]resorcinarenosp. 54
- 2.2.2 Síntesis de tetra (4-bromofenil) calix[4]resorcinarenop. 54
- Fase 2. Funcionalización de los resorcinarenosp. 52
- 2.3.1 Per-O-acetilación de tetra (4 bromo fenil) Calix[4]resorcinarenop. 56
- benzoilop. 86
- Fase 3. Síntesis del monolito estireno-co-divinilbencenop. 52
- co-divinilbencenop. 60
- Fase 5. Ensayos de remoción del ion cúpricop. 52
- 2.6.1 Curva de calibración del Cu²⁺p. 61
- Método de remoción del ion cúprico en medio acuosop. 62
- 2.7.1 Ajuste y control del pH mediante soluciones bufferp. 63
- 2.7.2 Evaluación de las condiciones de extracción del ion cúpricop. 64
- Análisis de resultadosp. 66
- Síntesis del resorcinareno base tetra(4-bromofenil) calix[4]resorcinarenop. 68
- acetilaciónp. 76
- benzoilop. 86
- 3.2.2 Caracterización UV-VISp. 90
- Síntesis del monolito estireno-co-divinilbencenop. 94
- Impregnación entre los tetra(aril)calix[4]resorcinarenos y el monolitop. 98
- Método de remoción del ion cúprico en medio acuosop. 62
- 3.5.1 Evaluación de las condiciones de remoción del ion cobrep. 110
- Conclusionesp. 122
- Recomendacionesp. 124
- Productos Académicosp. 125
- Figura 1-1.Precipitación químicap. 27
- Figura 1-2.Intercambio iónicop. 28
- Figura 1-3.Filtración por membranasp. 29
- Figura 1-4. Mecanismos de adhesión molecular: fisisorción y quimisorción [30]p. 30
- porosidad bimodal: meso (13 nm) y macroporos (2 μm) [44]p. 37
- monolitos porosos reportados en la literatura científicap. 38
- polimerización radicalaria in situp. 40
- grupos carboxilo, amina y tiol para aplicaciones en remoción de contaminantesp. 42
- Figura 1-9.Estructura general de los resorcinarenosp. 44
- Figura 1-10.Estructuras conformacionales del Calix[4]resorcinarenop. 47
- Figura 1-11.Identificación de los sitios de funcionalización en el calix[4]resorcinarenop. 48
- sustitución en grupos hidroxilo fenólicos y en la posición 2 del anillo aromáticop. 49
- Figura 1-13.Ejemplo funcionalización en el borde inferior del calix[4]resorcinarenop. 50
- Figura 3-1.Esquema general de las etapas desarrolladas en la investigaciónp. 67
- Figura 3-2. Comparación espectros RMN-1H Producto 1a y 1bp. 76
- Figura 3-3.Espectro de RMN-1H del compuesto 2a y 2b,p. 81
- Figura 3-4.Comparación de los espectros de RMN de 2a y 2b en la región aromáticap. 82
- Figura 3-5.Espectro HSQC del compuesto 2bp. 83
- Figura 3-6.Espectro HSQC del compuesto 2ap. 84
- Figura 3-7.Comparación de los espectros RMN-1H 3b y 1bp. 88
- Figura 3-8.Puentes de hidrógeno de la conformación coronap. 89
- Figura 3-9.Comparación espectro RMN-1H corona en acetona y DMSOp. 93
- poli(estireno-co-divinilbenceno)p. 98
- Figura 3-11.Configuración relativa de los productos obtenidosp. 101
- ligando EDTAp. 107
- Figura 3-14.Procedimiento de remoción del ion cúprico (variación pH)p. 111
- óptimas de operaciónp. 121
- Esquema 1-1.Síntesis convencional de los calix[4]resorcinarenosp. 45
- Esquema 3-1.Síntesis de tetra(4-bromofenil) calix[4]resorcinarenop. 70
- Esquema 3-2.Per-O-acetilación de tetra(4-bromofenil) calix[4]resorcinarenop. 77
- Esquema 3-3.Formación de la conformación de bote para el confórmero 2ap. 85
- benzoilop. 86
- obtención del monolito polimérico S-DVB en presencia de dodecanol/tolueno a 80 °Cp. 95