Grupo: Nuevos Materiales Inorgánicos
Referencia PAIDI: FQM-155 “Nuevos Materiales Inorgánicos”
Investigador responsable: Pedro Jesús Maireles Torres
Contacto:
Universidad de Málaga, Facultad de Ciencias
Dpto. Química Inorgánica, Cristalografía y Mineralogía
Campus de Teatinos s/n, 29071-Málaga (Spain)
Tlf.: +34 952137534
E-mail: maireles@uma.es
Componentes del grupo:
Enrique Rodríguez-Castellón (Catedrático de Universidad)
Pedro Jesús Maireles Torres (Catedrático de Universidad)
José Jiménez Jiménez (Catedrático de Universidad)
José Santamaría González (Catedrático de Universidad)
Josefa María Mérida Robles (Titular de Universidad)
M. Pilar Braos García (Titular de Universidad)
Ramón Moreno Tost (Titular de Universidad)
María del Valle Martínez de Yuso (Técnico Especialista)
Antonia Infantes Molina (Titular de Universidad)
Juan Antonio Cecilia Buenestado (Titular de Universidad)
Ana Arango Díaz (Técnico Especialista)
Cristina García Sancho (Titular de Universidad)
Elena Rodríguez Castellón (Técnico Especialista)
Carmen Pilar Jiménez Gómez (Técnico Especialista)
Daniel Ballesteros Plata (Contratado Posdoctoral Investigación)
Virginia Torres Bujalance (Contratada Predoctoral Investigación)
Descripción Líneas de Investigación
El Grupo de Investigación “Nuevos Materiales Inorgánicos” de la Universidad de Málaga, cuyo responsable es el Prof. Pedro J. Maireles Torres, está compuesto por 2 Catedráticos de Universidad, 4 Profesores Titulares de Universidad y 2 Técnicos Especialistas, como miembros permanentes. También cuenta con 1 Investigador contratado Ramón y Cajal, 5 contratados postdoctorales y varios estudiantes de doctorado. El grupo posee una dilatada y contrastada experiencia en síntesis química y evaluación de propiedades de sólidos inorgánicos en los campos de la adsorción selectiva y catálisis. En sus inicios, se llevó a cabo una intensa labor en el área de la Química de Intercalación, usando substratos hospedantes bidimensionales, tales como arcillas esmectíticas y fosfatos de metales tetravalentes. Esta experiencia facilitó la introducción en el campo emergente de los nuevos materiales inorgánicos porosos, obtenidos por formación de pilares interlaminares, dado que la preparación de los mismos está basada en un proceso de intercalación. Durante más de una década, se contribuyó de forma importante al desarrollo de nuevos materiales porosos constituidos por fosfatos de metales tetravalentes con pilares de óxidos inorgánicos, y sus aplicaciones en catálisis.
Posteriormente, el interés se centró en la síntesis de óxidos y fosfatos inorgánicos mesoporos, cuya formación se lleva a cabo mediante un mecanismo sol-gel de nucleación cooperativa de especies inorgánicas en presencia de especies de tipo tensoactivo. Entre las aplicaciones de estos sólidos inorgánicos se han evaluado como cambiadores iónicos, y como catalizadores y soportes de catalizadores en un amplio espectro de procesos catalíticos, entre los que se encuentran la deshidrogenación oxidativa de alcanos, reducción catalítica selectiva de óxidos de nitrógeno, hidrogenación de nitrilos e hidrogenación de hidrocarburos poliaromáticos a alta presiones de hidrógeno, entre otros.
Esta investigación, iniciada a finales de los años 80 del siglo pasado, se ha financiado con diferentes Proyectos de Investigación Europeos: TWINING y EURAM, en colaboración con el Instituto della Recerca de Roma, Proyecto Europeo dentro del Programa Brite-EuRam II (1993-1996), en colaboración con las universidades de Montpellier (Francia), Exeter (Reino Unido) y el Instituto della Ricerca de Roma, supervisado por Repsol (España) e ICI (Reino Unido), y dentro del Programa Brite-EuRam III (1997-2000). Por una parte, se continuó la colaboración con los grupos participantes en el anterior Proyecto Brite-EuRam II, junto con las empresas: Viana (Grecia) e IKO-Erbslöh GMBH (Alemania), centrando la investigación en la preparación de catalizadores activos en una reacción de interés medioambiental como es la eliminación de óxidos de nitrógeno. Por otra parte, junto con las Universidades de Venecia, Bolonia, Génova (Italia) y Montpellier (Francia) y las empresas Repsol (España), Sud Chemie (Alemania) y Snam Progetti (Italia), se inició una nueva línea de investigación basada en catalizadores metálicos soportados en sólidos mesoporosos, los cuales demostraron ser muy eficaces en la mejora de la calidad del combustible Diesel. Los relevantes resultados de esta investigación quedaron reflejados en dos patentes europeas. A principios de la pasada década, se participó en el Proyecto Europeo de Programa Growth, titulado “Improvement of Diesel Quality by Catalytic Processes” (Quadicat), junto con las Universidades de Montpellier II, Venecia, Génova y Bolonia, y las empresas Snamprogetti, Repsol-YPF y UOP. De esta investigación resultó un catalizador bimetálico altamente resistente al azufre para procesos de hidrotratamiento de gasóleo, que se ha patentado a nivel mundial.
En este mismo periodo de tiempo (1997-2000) se desarrolló un Proyecto Nacional (MAT97-906), dedicado al estudio de nuevos catalizadores basados en sólidos laminares y materiales mesoporosos tipo M41S. Además, se contactó con el equipo del Prof. García Fierro del Instituto de Catálisis de Madrid (CSIC) con el cual hemos llevado a cabo colaboraciones científicas relevantes, y en cuyo laboratorio nuestros becarios han realizado estancias. Esta relación científica ha culminado con la concesión a nuestro grupo de investigación del estatus de Unidad Asociada al Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC. Es relevante también la participación en proyectos de investigación con Universidades de países de Iberoamérica como Universidade Federal do Ceará (Brasil), Universidad Autónoma de Puebla (México), Universidad de La Habana (Cuba), Universidad Nacional de San Luís (Argentina), La Universidad de La Plata (Argentina), Universidad Federal de Río Grande del Norte (Brasil), Universidad de Córdoba (Argentina), entre otras.
Además, desde 1987, formamos el grupo de investigación “Nuevos materiales inorgánicos” (FQM155) de la Junta de Andalucía, recibiendo por ello financiación de forma periódica. Desde el año 2007, se nos han concedido tres Proyectos de Excelencia de la Junta de Andalucía donde se ha abordado el estudio de catalizadores nanoporosos para procesos catalíticos heterogéneos de interés medioambiental, como son las reacciones HDS/HDO/HDN de combustibles, producción de biodiesel, valorización de glicerina y otros productos químicos implicados en las biorrefinerías.
Por otra parte, los componentes del Grupo de Investigación participan en la dirección de Proyectos Fin de Carrera de la Titulación de Ingeniero Químico, y desde el curso académico 2007-2008 se imparte un curso de especialización en la Universidad de Málaga, que con el título “Biorrefinería y Catálisis: Biocombustibles y Productos Renovables” ha tenido una excelente acogida por los alumnos de últimos cursos y graduados de las titulaciones de Licenciado en Química e Ingeniero Químico. En este curso participan profesores de los grupos de investigación de la UMA y del ICP-CSIC.
La financiación recibida en estos últimos 25 años ha permitido dotar a nuestro grupo de investigación de numerosas técnicas instrumentales: análisis térmico diferencial y termogravimétrico, equipos para estudio de quimisorción de H2 y CO, adsorción-desorción de N2 a 77 K, espectroscopia infrarroja (FT-IR, DRIFT), espectrómetro de masas, líneas de vacío para estudios de adsorción, reactores catalíticos acoplados a cromatógrafos de gases que permiten el trabajo bajo variadas condiciones experimentales (temperatura, presión de hidrógeno, etc.), cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), entre otros. Este equipamiento, junto con el disponible en los Servicios Centrales de Investigación de la Universidad de Málaga (análisis químico, difracción de rayos X, espectroscopia fotoelectrónica de rayos X, microscopías electrónicas de barrido y transmisión), facilita la labor investigadora desarrollada dentro del grupo de investigación.
Respecto a la difusión de los resultados de nuestra investigación sobre materiales porosos derivados de fosfatos laminares con pilares de óxidos inorgánicos y sólidos mesoporosos, tipos MCM-41 y MSU, tanto en lo relativo a la síntesis como a sus aplicaciones, poseemos cinco patentes, más de 200 artículos publicados en revistas internacionales, y hemos presentado ponencias en numerosos congresos nacionales e internacionales.
En el año 2010, el Grupo ha fundado la empresa Spin-Off VACOQUING S.L. sita en el Parque Tecnológico de Andalucía. Dicha empresa se dedica a temas de energía y tratamiento de aguas y residuos. Recientemente el grupo ha firmado dos contratos de investigación con la Empresa Municipal de Aguas de Málaga (EMASA) dedicados al tratamiento de residuos y al tratamiento de aguas.
En la actualidad, el Grupo de Investigación desarrolla varias líneas de investigación basadas en la síntesis de materiales inorgánicos, fundamentalmente de naturaleza nanoporosa, con propiedades rédox y acido-básicas, para su aplicación como catalizadores y/o adsorbentes en procesos de importancia medioambiental, tales como:
- mejora de combustibles mediante reacciones de hidrotratamiento (Hidrodessulfuración (HDS), hidrodesnitrogenación (HDN), Hidrodesoxigenación (HDO) y dearomatización).
- producción de biocombustibles mediante catálisis heterogénea.
- reducción catalítica selectiva de NOx (NOx-SCR).
- eliminación de material particulado.
- purificación de hidrógeno por oxidación preferencial de CO (CO-PROX).
- Oxidación parcial de H2S a S
- combustión catalítica de COVs.
- Procesos catalíticos sostenibles implicados en biorrefinerías: valorización de glicerol mediante eterificación (poligliceroles) y deshidratación (acroleína), transformación de azúcares (C5 y C6) en productos químicos de alto valor añadido.
- procesos de separación y almacenamiento de gases en procesos medioambientales y de interés en la industria petroquímica, así como la captura de metales tóxicos.
