Surface silane functionalized Fe₂O₃ nanoparticles for dual pickering emulsion stabilization and fenton Type catalytic oxidation


Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.22517/23447214.26487

Palabras clave:

Agentes de acoplamiento de silano; Emulsiones Pickering; Funcionalización superficial; Nanopartículas de Fe₂O₃; Oxidación catalítica.

Resumen

La recuperación térmica mejorada de crudos pesados requiere nanomateriales multifuncionales capaces de estabilizar interfases y catalizar oxidaciones en condiciones de yacimiento. Las nanopartículas de Fe2O3 (Fe2O3-NPs) son candidatas prometedoras por su actividad redox y potencial como estabilizadores de emulsiones Pickering, aunque su desempeño dual depende del control de la química superficial. El objetivo fue diseñar y caracterizar Fe2O3-NPs de doble función, activas como estabilizadores de emulsiones Pickering y catalizadores tipo Fenton, mediante funcionalización superficial con agentes de acoplamiento de silano (SiCAs). Las Fe2O3-NPs se funcionalizaron con propiltrimetoxisilano (C3), octiltrietoxisilano (C8) y hexadeciltrimetoxisilano (C16) mediante hidrólisis de grupos alcoxi y condensación con grupos –OH superficiales, caracterizando área BET, tamaño de partícula (DLS), ángulo de contacto y química superficial (XPS, FTIR-ATR); las nanopartículas se emplearon en nanofluidos polares y no polares, evaluando su actividad interfacial en emulsiones Pickering agua/hidrocarburo a distintas concentraciones. La funcionalización moduló la actividad interfacial, con ángulos de contacto entre 20° y 167°, sin pérdida de área activa ni formación de multicapas; la estabilidad y el tipo de emulsión (O/W o W/O) se correlacionaron con el balance hidrófilo-hidrófobo de las partículas. Los sitios activos de Fe2O3 se conservaron tras la funcionalización, permitiendo desempeño dual como estabilizador interfacial y catalizador de oxidación heterogénea, con potencial aplicación en combustión in-situ para recobro térmico. Este trabajo fue financiado por Colciencias-ANH, proyecto "Preparación de nanomateriales basados en metales de transición para procesos ligados al recobro térmico de crudos colombianos y análisis de su comportamiento catalítico en procesos de combustión in-situ"

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Biografía del autor/a

Wilson German Oyola Naranjo, Industrial University of Santander

Wilson G. Oyola nació en Oiba, Santander, Colombia, en 1977. Obtuvo los títulos de Licenciado y Magíster en Química en la Universidad Industrial de Santander en 2006 y 2015, respectivamente.
Entre 2008 y 2016, se desempeñó como profesional de investigación en T.I.P. Ltda. De 2017 a 2019, fue docente en el Departamento de Ciencias Básicas de la Universidad Santo Tomás. Es autor de tres invenciones registradas a nombre de Ecopetrol. Sus intereses de investigación abarcan el análisis espectroscópico, el mejoramiento de crudos pesados ​​(sector de hidrocarburos), la síntesis de aditivos, la catálisis heterogénea, los procesos de purificación de oro y plata, y el reciclaje químico de polímeros mediante pirólisis en el ICPET (Instituto Colombiano del Petróleo y Energías de la Transición).

Victor Gabriel Baldovino Medrano, Industrial University of Santander

Víctor Gabriel Baldovino Medrano es profesor asociado de la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad Industrial de Santander, Colombia. Realizó sus estudios de pregrado en Ingeniería (1998–2003) y obtuvo su doctorado en Ingeniería Química (2004–2009) en la misma universidad. Posteriormente, se desempeñó como investigador posdoctoral (2009–2014) en la Université catholique de Louvain (UC Louvain), en Bélgica. Ha impartido cursos sobre estadística aplicada y diseño de experimentos, fenómenos de transporte, catálisis y ciencia de superficies. Su investigación se centra en la síntesis y las propiedades de materiales y en procesos catalíticos que involucran sólidos a diversas escalas, con especial énfasis en aplicaciones de hidrogenación y oxidación. Su historial de publicaciones está disponible en Google Scholar. Es autor de tres patentes y ha publicado capítulos de libros sobre nanopartículas Janus para aplicaciones catalíticas y sobre el análisis de óxidos metálicos mediante espectroscopía de fotoemisión de rayos X. Recientemente, publicó un libro sobre diseño de experimentos que incluye ejemplos ilustrativos en el campo de la catálisis. Asimismo, ha sido editor invitado de revistas como *Catalysis Today* y *ChemCatChem*, y se desempeñó como editor jefe de la *Revista ION*. Actualmente, forma parte de los comités editoriales de *Molecular Catalysis* y *ChemCatChem*. Ha ocupado cargos directivos como director del Centro de Investigaciones en Catálisis (CICAT-UIS) y coordinador científico del Laboratorio Central de Ciencia de Superficies (SurfLab-UIS). Además, presidió la Sociedad Colombiana de Catálisis (2019–2023) y es miembro de la Federación Iberoamericana de Sociedades de Catálisis (FiSoCat) desde 2019. En la actualidad, representa a FiSoCat ante la Asociación Internacional de Sociedades de Catálisis (IACS).

Fernando Martínez Ortega, Industrial University of Santander

Fernando Martínez Ortega obtuvo los títulos de Licenciado y Magíster en Química en la Universidad Industrial de Santander (Bucaramanga, Colombia) en 1989 y 1992, respectivamente, y el doctorado en Química en la Université de Poitiers (Poitiers, Francia) en 2000. Realizó una estancia de investigación posdoctoral en química en la Université de Poitiers entre 2010 y 2011. Desde 1990 forma parte de la Escuela de Química de la Universidad Industrial de Santander, en Bucaramanga, donde actualmente se desempeña como Profesor Titular. Es miembro del Centro de Investigación en Catálisis (CICAT). Sus intereses de investigación incluyen la catálisis ambiental, la fotocatálisis, la oxidación selectiva mediante transferencia de átomos de oxígeno, la heterogeneización de catalizadores, la oleoquímica y la síntesis de nanopartículas metálicas.

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Publicado

2026-09-30

Cómo citar

Oyola Naranjo, W. G., Baldovino Medrano, V. G., & Ortega, F. M. . (2026). Surface silane functionalized Fe₂O₃ nanoparticles for dual pickering emulsion stabilization and fenton Type catalytic oxidation . Scientia Et Technica, 31(03), 124–138. https://doi.org/10.22517/23447214.26487

Número

Vol. 31 Núm. 03 (2026): Julio-Septiembre 2026

Sección

Ciencias Básicas

Licencia

Derechos de autor 2026 Wilson German Oyola Naranjo, Victor Gabriel Baldovino Medrano

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