Síntesis y Caracterización de Tamices Moleculares Mesoporosos Modificados con Metales de Transición para su Aplicación en Reacciones de Interés en Química Fina

Síntesis y Caracterización de Tamices Moleculares Mesoporosos Modificados con Metales de
Transición para su Aplicación en Reacciones de Interés en Química Fina
Ing. Corina Mercedes Chanquía
Director: Dr. Eduardo Renato Herrero
Co-Directora: Dra. Griselda Alejandra Eimer
En el campo de la catálisis, la química verde busca catalizadores sólidos selectivos que
permitan reducir la cantidad de subproductos, mejorando así la economía atómica de los procesos.
En particular, en la industria de la química fina es necesario que muchos de los procesos sean
sustituidos por métodos catalíticos alternativos que no generen efluentes contaminantes.
En la búsqueda de nuevos catalizadores aparecen los tamices moleculares MCM-41, los
cuales presentan un arreglo hexagonal de poros unidimensionales, altos valores de área superficial
(~ 1000 m2/g) y de volumen específico de poros (~ 1 cm3/g). La incorporación de cationes
metálicos dentro de la red silícea mesoporosa convierte a estos materiales nano-estructurados en
potenciales catalizadores. Así, estos materiales resultan muy apropiados para reacciones que
involucran sustratos voluminosos, los cuales no pueden ser catalizados por los materiales zeolíticos
microporosos tradicionales, debido a restricciones estéricas.
Con el objetivo de preparar nano-catalizadores con propiedades redox para ser aplicados en
reacciones de interés en química fina, durante el transcurso de esta tesis fueron sintetizados y
caracterizados tamices moleculares mesoporosos tipo MCM-41 modificados con Titanio, Cobre y
Vanadio, evaluando diferentes métodos de síntesis. Se realizó un detallado estudio de la influencia
de distintas variables de síntesis sobre las propiedades morfológicas, estructurales y texturales de
estos materiales nanoestructurados, prestándole una especial atención a la naturaleza, localización y
distribución de las especies metálicas generadas, como así también a sus propiedades ácidas y
redox.
Se realizaron pruebas catalíticas en fases líquida y gaseosa, con el objeto de estudiar el
comportamiento de estos nano-sistemas en los diferentes medios de reacción, y seleccionarlos para
su potencial aplicación en reacciones de química fina. Mediante una adecuada correlación entre las
características físico-químicas de los nano-catalizadores y su comportamiento catalítico, se
pudieron identificar las posibles especies activas en estos materiales.