Palabras clave
carbón activado
adsorbentes
membranas
metales pesados
tratamiento de agua
Cómo citar
Resumen
La polidopamina (PDA) es un polímero bioinspirado descubierto hace pocos años al estudiar el mecanismo de adhesión de las proteínas presentes en las almejas y mejillones. Se prepara típicamente por oxidación de una solución de dopamina con aire en medio alcalino (pH 8.5). Esta reacción genera un polímero negro adherente, infusible e insoluble. Este polímero contiene grupos funcionales muy diversos en una red altamente entrecruzada. Su fuerte adhesión a todo tipo de sustratos dio lugar a un recubrimiento universal. Más tarde se descubrió que la PDA también tenía gran afinidad por iones metálicos, lo que motivó su uso en purificación de agua. Materiales como el carbón activado, las zeolitas y las membranas poliméricas modificados con PDA mejoran su capacidad de adsorción de metales pesados como el arsénico. A pesar de su inmenso potencial, su uso enfrenta desafíos como la lentitud de polimerización, su alto costo, y su difícil procesabilidad. Aun así, la simplicidad de su síntesis, su baja toxicidad y su funcionalidad hacen de la PDA un material clave en tecnologías sostenibles para el tratamiento de aguas contaminadas.
Citas
Lee, H.; Dellatore, S.; Miller, W.; Messersmith, P. Mussel-inspired surface chemistry for multifunctional coatings. Science 2007, 318, 426-430. DOI: 10.1126/science.1147241.
Manzanares-Gómez, J.; León, S.; Climent-Pascual, E.; García-Armada, M. P. Molecular Dynamics Simulations of Polydopamine Nanosphere's Structure Based on Experimental Evidence. Polymers 2022, 14 (24). DOI: 10.3390/polym14245486.
Yu, Y.; Shapter, J.; Popelka-Filcoff, R.; Bennett, J.; Ellis, A. Copper removal using bio-inspired polydopamine coated natural zeolites. Journal of Hazardous Materials 2014, 273, 174-182. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2014.03.048.
Guo, L.; Ye, P.; Wang, J.; Fu, F.; Wu, Z. Three-dimensional Fe3O4-graphene macroscopic composites for arsenic and arsenate removal. Journal of Hazardous Materials 2015, 298, 28-35. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2015.05.011.
Zuo, Q.; Zheng, H.; Zhang, P.; Zhang, Y. Functionalized Activated Carbon Fibers by Hydrogen Peroxide and Polydopamine for Efficient Trace Lead Removal from Drinking Water. Langmuir 2022, 38 (1), 253-263. DOI: 10.1021/acs.langmuir.1c02459.
Zhou, Q.; Lei, P.; Cheng, S.; Wang, H.; Dong, W.; Pan, X. Recent progress in magnetic polydopamine composites for pollutant removal in wastewater treatment. International Journal of Biological Macromolecules 2024, 262. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2024.130023.
Wu, C. L.; Wang, H. Y.; Wei, Z.; Li, C.; Luo, Z. D. Polydopamine-mediated surface functionalization of electrospun nanofibrous membranes: Preparation, characterization and their adsorption properties towards heavy metal ions. Applied Surface Science 2015, 346, 207-215. DOI: 10.1016/j.apsusc.2015.04.001.
McCloskey, B.; Park, H.; Ju, H.; Rowe, B.; Miller, D.; Chun, B.; Kin, K.; Freeman, B. Influence of polydopamine deposition conditions on pure water flux and foulant adhesion resistance of reverse osmosis, ultrafiltration, and microfiltration membranes. Polymer 2010, 51 (15), 3472-3485. DOI: 10.1016/j.polymer.2010.05.008.
Yang, H.; Lan, Y.; Zhu, W.; Li, W.; Xu, D.; Cui, J.; Shen, D.; Li, G. Polydopamine-coated nanofibrous mats as a versatile platform for producing porous functional membranes. Journal of Materials Chemistry 2012, 22 (33), 16994-17001. DOI: 10.1039/c2jm33251e.
Yang, Q.; Zhang, Z.; Dang, Z.; Li, F.; Zhang, L. Simultaneous redox transformation and removal of Cr(VI) and As(III) by polyethyleneimine modified magnetic mesoporous polydopamine nanocomposite: Insights into synergistic effects and mechanisms. Journal of Hazardous Materials 2022, 439. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2022.129581.
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