Perlas de quitosano con nanopartículas de plata: un sistema híbrido versátil para aplicaciones en catálisis heterogénea
DOI:
https://doi.org/10.24215/3072905Xe002Palabras clave:
quitosano, nanopartículas de plata, perlas, hidrogenación, nitroarenosResumen
El quitosano (Q) es un biopolímero derivado de la quitina, con una estructura rica en grupos amino e hidroxilo que le otorgan propiedades como hidrofilicidad y capacidad de quelación. Estas características permiten procesarlo en diversas formas, como escamas o fibras, y lo hacen ideal para aplicaciones como catalizadores heterogéneos. Al incorporar nanopartículas metálicas, como las de plata (AgNP), el Q actúa como agente reductor, estabilizante y controlador del tamaño, mejorando la eficiencia en reacciones como la hidrogenación de nitroarenos. Las perlas Ag/Q se prepararon mediante reticulación iónica, controlando el tamaño y forma al variar el diámetro de la aguja de goteo. Se optimizaron condiciones de preparación para obtener esferas de tamaño y resistencia deseados, con un diámetro medio de 2 y 3 mm. La espectroscopía UV-vis mostró un pico a 410 nm, confirmando la presencia de AgNP esféricas. Las micrografías electrónicas revelaron nanopartículas de plata con un tamaño de 1,8 nm. La espectroscopía infrarroja mostró el papel de los grupos -OH y -NH2 del Q en la reducción y estabilización de las AgNP. Las esferas Ag/Q demostraron alta eficiencia catalítica en la reducción de p-nitrofenol a p-aminofenol, con buena reutilización hasta cinco ciclos sin pérdida de actividad.
Referencias
Adlim, M., Abu Bakar, M., Liew, K. Y. y Ismail, J. (2004). Synthesis of chitosan-stabilized platinum and palladium nanoparticles and their hydrogenation activity. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 212(1–2), 141–149. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2003.08.012
Alnazza Alhamad, A., Zeghoud, S., Ben Amor, I. y Hemmami, H. (2023). Chitosan-based hydrogels for wound healing: correspondence. International Journal of Surgery, 109(6), 1821–1822. https://doi.org/10.1097/JS9.0000000000000414
Bibi, A., Rehman, S. ur, Akhtar, T., Akhter, K. y Shahzad, M. I. (2021). Use of alginate-chitosan/MWCNTS as a novel support for Ag2O immobilization in catalytic reduction of 4-NP. Desalination and Water Treatment, 228, 261–275. https://doi.org/10.5004/dwt.2021.27336
Chandran, S. P., Chaudhary, M., Pasricha, R., Ahmad, A. y Sastry, M. (2006). Synthesis of gold nanotriangles and silver nanoparticles using Aloe vera plant extract. Biotechnology Progress, 22(2), 577–583. https://doi.org/10.1021/bp0501423
Gogoi, N. y Chowdhury, D. (2014). In-Situ and Ex-Situ chitosan-silver nanoparticle composite: Comparison of storage/release and catalytic properties. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 14(6), 4147–4155. https://doi.org/10.1166/jnn.2014.8222
Guibal, E. (2005). Heterogeneous catalysis on chitosan-based materials: A review. Progress in Polymer Science, 30(1), 71–109. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2004.12.001
Guibal, E., Vincent, T. y Navarro, R. (2014). Metal ion biosorption on chitosan for the synthesis of advanced materials. Journal of Materials Science, 49(16), 5505–5518. https://doi.org/10.1007/s10853-014-8301-5
Hasan, K., Shehadi, I. A., Al-Bab, N. D. y Elgamouz, A. (2019). Magnetic chitosan-supported silver nanoparticles: A heterogeneous catalyst for the reduction of 4-nitrophenol. Catalysts, 9(10), 839. https://doi.org/10.3390/catal9100839
Huggias, S., Bolla, P. A., Serradell, M. A., Casella, M. y Peruzzo, P. J. (2020). Platinum nanoparticles obtained at mild conditions on S-Layer protein/polymer particle supports. Langmuir, 36(5), 1201–1211. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.9b02868
Jin, L. y Bai, R. (2002). Mechanisms of lead adsorption on chitosan/PVA hydrogel beads. Langmuir, 18(25), 9765–9770. https://doi.org/10.1021/la025917l
Khan, M. S. J., Khan, S. B., Kamal, T. y Asiri, A. M. (2020). Catalytic application of silver nanoparticles in chitosan hydrogel prepared by a facile method. Journal of Polymers and the Environment, 28(3), 962–972. https://doi.org/10.1007/s10924-020-01657-3
Kumar, M. N. V. R. (2000). A review of chitin and chitosan applications. Reactive & Functional Polymers, 46(1), 1-27. https://doi.org/10.1016/S1381-5148(00)00038-9
Laghrib, F., Ajermoun, N., Bakasse, M., Lahrich, S. y El Mhammedi, M. A. (2019). Synthesis of silver nanoparticles assisted by chitosan and its application to catalyze the reduction of 4-nitroaniline. International Journal of Biological Macromolecules, 135, 752–759. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.05.209
Molnár, Á. (2019). The use of chitosan-based metal catalysts in organic transformations. Coordination Chemistry Reviews, 338, 126–171. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2019.02.018
Murugadoss, A. y Chattopadhyay, A. (2008). A “green” chitosan-silver nanoparticle composite as a heterogeneous as well as micro-heterogeneous catalyst. Nanotechnology, 19(1). https://doi.org/10.1088/0957-4484/19/01/015603
Quignard, F., Choplin, A. y Domard, A. (2000). Chitosan: A natural polymeric support of catalysts for the synthesis of fine chemicals. Langmuir, 16(24), 9106–9108. https://doi.org/10.1021/la000937d
Sharma, S., Sanpui, P., Chattopadhyay, A. y Ghosh, S. S. (2012). Fabrication of antibacterial silver nanoparticle - Sodium alginate-chitosan composite films. RSC Advances, 2(13), 5837–5843. https://doi.org/10.1039/c2ra00006g
Sin, E., Yi, S. S. y Lee, Y. S. (2010). Chitosan-g-mPEG-supported palladium (0) catalyst for Suzuki cross-coupling reaction in water. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 315(1), 99–104. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2009.09.007
Valentin, R., Molvinger, K., Quignard, F. y Brunel, D. (2003). Supercritical CO2 dried chitosan: An efficient intrinsic heterogeneous catalyst in fine chemistry. New Journal of Chemistry, 27(12), 1690–1692. https://doi.org/10.1039/b310109f
Wang, L. S., Wang, C. Y., Yang, C. H., Hsieh, C. L., Chen, S. Y., Shen, C. Y., Wang, J. J. y Huang, K. S. (2015). Synthesis and anti-fungal effect of silver nanoparticles–chitosan composite particles. International Journal of Nanomedicine, 10, 2685–2696. https://doi.org/10.2147/IJN.S77410
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2026 Sofia Huggias, Soledad Belluzo, Mónica L. Casella

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Acorde a estos términos, el material se puede compartir (copiar y redistribuir en cualquier medio o formato) y adaptar (remezclar, transformar y crear a partir del material otra obra), siempre que a) se cite la autoría y la fuente original de su publicación (revista y URL de la obra), b) no se use para fines comerciales y c) se mantengan los mismos términos de la licencia.









