H2020 PSust-MOF Proiektua: Marko metal-organikoak P-iraunkortasunerako material anitzeko funtzio gisa
- Mota Proiektua
- Egoera Bete
- Exekuzioa 2020 -2022
- Esleitutako Aurrekontua 160.932,48 €
- Eremua Europeo
- Finantza-iturri nagusia H2020
- Proiektuaren webgunea PSust-MOF
Munduan hazten ari den biztanleria elikatzeko, nekazariek ongarri eraginkorrak aplikatu behar dituzte, normalean fosforoa dutenak, laboreen errendimendua handitzeko. Ongarrietan erabiltzen den fosforo gehiena harri fosfatotik dator, baliabide mugatu batetik. Zirkonioan oinarritutako egitura metal-organikoak (Zr-MOF) material egokitzat jotzen dira, bai hondakin-uretatik bai ur eutrofizatuetatik P ongarriak ekoizteko fosfatoa berreskuratzeko, azalera handiengatik, uraren egonkortasunagatik eta fosfatoarekiko afinitate handiagatik.
EBk finantzatutako PSust-MOF proiektuak fosfatoan oinarritutako ongarrien erabilera zirkularra hobetzea du helburu. Horrez gain, proiektuak ura erabiliko du Zr-MOF-en sintesirako erreakzio-euskarri gisa, industria-ekoizpenaren eskakizunekin bateragarria.
Ongarri kimikoen erabilera eraginkorra ezinbestekoa da Garapen Iraunkorreko 2. Helburuari aurre egiteko: Zero Gosea. Zehazki, fosforo-ongarriak fosfato-harkaitz ez-berriztagarrien (PR) meatzaritzaz ekoizten dira batez ere, eta ekoizpen- eta aplikazio-prozesu ez eraginkorrek ingurumen-kalte izugarriak eragiten dituzte. Ongarriei buruzko Europako araudi berri batek ekonomia zirkularrera eramango duten estrategia berriak garatzea bultzatzen du.
Fosfatoa hondakin-uretatik eta ur eutrofizatuetatik berreskuratu liteke ongarri fosfatikoak sortzeko. Hala ere, egungo berreskuratze-tasek ezin dute P-ren eskaera osoa ase. Hori dela eta, ongarri fosfatoen ekoizpen jasangarriagoa lortzeko metodo berriak ere beharrezkoak dira premiazkoa. Zirkonioan oinarritutako egitura metal-organikoak (Zr-MOF) funtzionalizatu errazak diren material kristalino porotsuak dira, azalera handiak, uraren egonkortasuna eta fosfatoarekiko afinitate handia erakusten dutenak.
Hori dela eta, P berreskuratzeko adsorbatzaile itxaropentsu gisa jardun dezakete. Gainera, duela gutxi egonkorrak diren mineralen disoluzioa sustatzen dutela frogatu dute. Hori dela eta, fosfato-harkaitzaren disoluzioa hobetu dezakete baldintza leunagoetan, fosfato-arroka ustiatzearen ingurumen-arriskuak arinduz. Zoritxarrez, Zr-MOF-ak disolbatzaile organiko toxikoak erabiliz prestatzen dira, eta horrek beren industria-aurrerapena mugatzen du.
"Metal-organic frameworks as multifunctional materials toward P sustainability" (PSust-MOF) izeneko proiektuak partikulen ezaugarri kontrolatuak dituzten Zr-MOFen ekoizpen berdeagoa jorratzen du ura disolbatzaile gisa erabiliz. Bai P berreskuratzeko prozesua bai apatita disoluzioaren sustapena (PRren osagai nagusia) zehazten duten ezaugarri nagusiak identifikatuko dira. Ezagutza horri esker, Zr-MOF material aurreratuen diseinua probatu ahal izango da, P berreskuratzeko edo PR disolbatzeko, mundu errealeko baldintzetan. Proiektuaren emaitzek Paren jasangarritasunean eragin nabarmena izateaz gain, MOFen aplikazio sorta zabala kontuan hartuta, Zr-MOFen diseinuak ingurumena errespetatzen duen diseinuak arlo anitzetan industria-aurrerapena ere bultzatuko du.
Nekazaritzako hondakin-uretatik ongarri fosfatatuen xurgapena Europar Batasuneko ikertzaile talde batek zirkonioan oinarritutako egitura metal-organikoak sortu zituen, nekazaritzako hondakin-uretako kutsatzaileak xurgatzeko eta ongarri berrietan berrerabiltzeko. Ongarri kimikoak nekazaritza modernoaren funtsezko atalak badira ere, perfektuak izatetik urrun daude. "Ohiko ongarriek oso eraginkorrak ez izateaz gain, askok fosforoa lurzoruan isurtzen dute, eta horrek eragin negatiboa du ingurumenean eta giza osasunean", dio Jorge Rodríguez Navarro Granadako Unibertsitateko irakasleak. EBk finantzatutako PSust-MOF (Metal-Organic Frameworks as Multifunctional Materials to P-sustainability) proiektuaren laguntzarekin, Rodríguez Navarrok, Francisco Carmona lankide eta ikerlariarekin batera, fosforoaren ekonomia zirkularra sortzeko ahalegina zuzendu zuen. "Proiektuaren helburu nagusia nekazaritzako hondakin-urak desintoxikatzeko gai den xurgatzaile berritzaile bat garatzea zen, ongarri fosfatikoak berreskuratu eta berrerabiliz", azaldu du Carmonak.
Marko metal-organiko iraunkorrak Helburu hori lortzeko, Marie Skłodowska-Curie Ekintzak programaren laguntza jaso zuen proiektuak zirkonioan oinarritutako egitura metal-organiko edo Zr-MOF izeneko material porotsuen klase sortzen ari da, fosfato taldeekiko afinitate handia dutenak. Baina ikertzaileek ez zuten soilik Zr-MOFak sortu nahi; jasangarri egin nahi zuten. "Eskuko metal-organikoen ezaugarri apartekoek material itxaropentsu bihurtzen dituzte askotariko aplikazioetarako", dio Rodríguez Navarrok. «Tamalez, normalean disolbatzaile toxikoekin eta baldintza gogorretan prestatzen dira». Horren ordez, ikertzaileek mikrouhinek lagundutako hurbilketa baten bidez Zr-MOFak sintetizatzeko bideragarritasuna frogatu zuten.
Prozesu berritzaileak ura erabiltzen du disolbatzaile gisa eta erraz eta fin-fin modulatu dezake sortzen diren materialen partikulen tamaina. "Haien industria-ekoizpena erraztuz, garestiago eta jasangarriagoa eginez, prozesu honek material horien benetako erabilera erraztuko du", gaineratu du Carmonak. Fosfato-ioiak xurgatzeko gaitasuna Zr-MOF materialak fabrikatzeko prozesu jasangarri bat garatzeaz gain, proiektuak material horiek fosfato ioiak modu eraginkorrean xurgatzeko duten gaitasuna ere frogatu du kontzentrazio garrantzitsuetan. Fosfato ioiak harrapatzen direnean, fosfato xurgatzen duten ongarri berrien fabrikazioan berrerabili daitezke.
"Frogatu dugu Zr-MOFek fosfato ioiak modu itzulgarrian xurga ditzaketela ez ezik, organofosfato pestizida toxikoak aldi berean konposatu kaltegabe bihurtzeko gai direla", dio Rodríguez Navarrok. «Gaitasun horrek nekazaritza-jardueretako hondakin-urak desintoxikatzeko ateak irekitzen ditu». Eskasiaren eta eraginkortasun ezaren erronkei aurre egitea Fosforo eskasia eta ongarrien eraginkortasun eza funtsezko bi oztopo dira nekazaritza-sektore iraunkorra produktiboa lortzeko. PSust-MOF proiektuak biak gainditzen lagundu du. "Nekazaritzako hondakin-uretatik fosforoa berreskuratuz eta, ondoren, fosforo hori ongarri berriak eta eraginkorrak sortzeko, gure lanak erakusten du fosfatoaren ekonomia zirkularra sortuz eskasiaren eta eraginkortasunik ezaren erronkei aurre egiteko duten ahalmena erakusten du gure lanak", adierazi du Carmonak.
"Proiektu honek fosforoaren jasangarritasunari buruz sentsibilizatu du eta frogatu du nola ikerketa funtsezkoa den erronka esanguratsu horiek gainditzeko estrategiak eta irtenbideak aurkitzeko", gaineratu du Rodríguez Navarrok. Gaur egun, ikertzaileak konpositeak edo mintz-matrize mistoak erabiliz material metal-organikoen prozesagarritasuna aurreratzeko lanean ari dira, eskalan ekoiztea ahalbidetuko lukeen aurrerapena.
- UNIVERSIDAD DE GRANADA (UGR)
Lotutako proiektuak
