Estudio de la preparación, viabilidad industrial y aplicación de los materiales porosos de sílica

Abstract

Desde que en la década de los 90 se sintetizó el primer material mesoporoso ordenado se han estudiado diferentes rutas de síntesis con el objetivo de poder obtener materiales con los tamaños de poro y estructuras deseadas. En esta tesis se estudia la influencia de las variables de preparación y de composición sobre las propiedades de los materiales obtenidos a partir de cuatro tensioactivos diferentes. Las diferentes rutas de síntesis son estudiadas para evaluar las dificultades de implantación de estos procesos a nivel industrial. Se estudia la posibilidad de recuperar y reutilizar el tensioactivo utilizado como plantilla para los mesoporos así como una nueva manera de obtener dichos materiales a partir del uso de resinas de intercambio iónico. El uso de las resinas ácidas permite no utilizar el catalizador ácido y evitar así una etapa intermedia en la síntesis que conlleva una recuperación de tensioactivo con un grado menor de impurezas. Los materiales meso-macroporosos se obtienen a partir de emulsiones altamente concentradas y las gotas de la emulsión proporcionan los macroporos mientras que el tensioactivo da lugar a los mesoporos ordenados. La influencia de las diferentes variables es estudiada. Los materiales obtenidos son evaluados como sistemas de liberación de fármacos. Para ello se estudia la adsorción de ibuprofeno en ellos, y la posterior liberación de la molécula en un fluido corporal simulado.

Since ordered mesoporous materials were successfully synthesized, several authors studied different synthesis routes in order to obtain the materials with desired pore size or structure type. In this work composition and preparation variables were studied in order to evaluate the influence they had in the materials characteristics. Different synthesis routes were studied to evaluate the problems for the industrial viability. The surfactant recovery and its reuse as a template for obtaining the ordered mesopores were studied. A new approach to the industrial viability was reached by using ion exchange resins as a proton source. This resin provides acidic media and no acid was needed during the process, so the washing step was no longer necessary. The surfactant recovered by this method was free of impurities. Meso-macroporous materials were obtained from highly concentrated emulsions, and the droplets of the emulsions corresponded to the macropores of the materials. Ordered mesopores surrounding the macropores were obtained from the template provided by the surfactant. Influence of composition variables was studied. Different routes were used in order to find the one which provided a better result. Obtained materials were checked as drug delivery systems. Ibuprofen adsorption was studied and its posterior release in a simulated body fluid.