Elaboración de espumas de poliuretano para la adsorción de Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos atmosféricos

Abstract

Comprender la complejidad de la contaminación química junto con los desafíos analíticos involucrados requiere el desarrollo de metodologías y materiales de muestreo eficaces frente a la gran cantidad de contaminantes presentes en zonas urbanas y rurales. En este sentido, el muestreo pasivo de aire se ha convertido en un método relevante para capturar hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs), reduciendo simultáneamente costos y mejorando la resolución espacial, en comparación con los métodos activos. Sin embargo, la mayoría de los métodos de muestreo pasivo utiliza espumas de poliuretano u otros sustratos que capturan productos químicos con una amplia gama de polaridades. Basado en esto, el presente Seminario de Título tuvo como objetivo desarrollar espumas de poliuretano conteniendo en su estructura grupos aromáticos que promuevan la interacción con HAPs y con ello mejorar la selectividad de tales compuestos. Los resultados obtenidos a través de ATR-FTIR, 1H RMN, análisis termogravimétrico y calorimetría diferencial de barrido mostraron que fue posible sintetizar PU con diferentes proporciones de grupos aromáticos en su estructura. A partir de los polímeros sintetizados se elaboraron espumas de PU mediante el método de lixiviación salina, obteniendo espumas con tamaños de poro promedio de (1,7 ± 0,6 ) x 102 nm y 98% de porosidad. Adicionalmente, la capacidad de las espumas para actuar como captador pasivo fue confirmada mediante cromatografía de gases revelando la presencia de compuestos como fenantreno y fluoranteno en la zona de muestreo. Finalmente, esta prueba de concepto permitió demostrar que la elaboración de materiales basados en PU poroso conteniendo grupos aromáticos, podría ser una excelente plataforma para la captación de HAPs.

Understanding the complexity of chemical contamination along with the analytical challenges involved requires the development of effective sampling methodologies and materials for the substantial number of pollutants present in urban and rural areas. In this sense, passive air sampling has become a relevant method to capture polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), simultaneously reducing costs and improving spatial resolution compared to active methods. However, most passive sampling methods use polyurethane foams or other substrates that capture chemicals with a wide range of polarities. Based on this, the present Title Seminar aimed to develop polyurethane foams containing aromatic groups in their structure that promote the interaction with PAHs and thereby improve the selectivity of such compounds. The results obtained through ATR FTIR, 1H NMR, thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry showed that it was possible to synthesize PU with different proportions of aromatic groups in its structure. From the synthesized polymers, PU foams were prepared by the salt leaching method, obtaining foams with average pore sizes of (1.7 ± 0.6) x 10^2nm and 98% porosity. Additionally, the ability of the foams to act as a passive scavenger was confirmed by gas chromatography revealing the presence of compounds such as phenanthrene and fluoranthene in the sampling zone. Finally, this proof of concept allowed demonstrating that the elaboration of materials based on porous PU containing aromatic groups could be an excellent platform for the uptake of PAHs.