Nanocatalizadores de Pt con estructuras core@shell para ser utilizados en reacciones de hidrogenación selectiva de aldehídos α,β-insaturados = Pt nanocatalysts with core@shell structures to be used in selective hydrogenation reactions of α, βunsaturated aldehydes.

Abstract

En las últimas décadas las nanoestructuras del tipo core@shell han sido ampliamente utilizadas en el campo de la Catálisis Heterogénea. Este tipo de materiales se caracterizan por poseer un núcleo (core) recubierto por una o más capas (shell), formando una estructura con diferentes componentes funcionales integrados en una única unidad. Dentro de las aplicaciones catalíticas, las estructuras tipo core@shell han mostrado ser eficientes en la hidrogenación de diferentes moléculas orgánicas insaturadas, siendo de gran interés la hidrogenación selectiva del grupo C=O. En esta tesis se propone sintetizar y caracterizar catalizadores de Pt con estructura del tipo core@shell formados a partir de nanopartículas magnéticas recubiertas con capas de SiO2. Con el fin de producir de manera selectiva el alcohol cinámico a partir de la hidrogenación de cinamaldehído en fase liquida, la superficie del material fue modificada con un óxido reducible (TiO2, SnO2 u CeO2) para favorecer el efecto SMSI. Las estructuras propuestas son sintetizadas a partir de núcleos de magnetita obtenidos por ruta solvotermal, los que son recubiertos por SiO2 usando el método de Stöber y modificadas con la incorporación de un óxido reducible. Para controlar el tamaño de las Pt-NPs, el precursor metálico es depositado en la superficie de los materiales, previa funcionalización con APTMS, a través de ciclos sucesivos de impregnación-reducción de K2PtCl6. Posteriormente, para estabilizar a las Pt-NPs, los catalizadores son recubiertos por un shell poroso de SiO2 por el método de Stöber en presencia de una plantilla orgánica. Los resultados muestran que la metodología propuesta permite obtener catalizadores de Pt altamente dispersos con estructura tipo core@shell, donde un incremento en el tamaño de Pt-NPs favorece la selectividad hacia el alcohol insaturado. La incorporación de un óxido reducible modifica el sitio activo por la presencia de especies Ptδ+ promovidas por la interacción metal-soporte, aumentando la selectividad hacia la hidrogenación del grupo C=O. Finalmente, en las condiciones de reacción, la formación de un recubrimiento poroso de SiO2 sobre los catalizadores estabiliza parcialmente a las Pt-NPs sin conseguir estabilidad operacional en ciclos posteriores de reacción debido al colapso del recubrimiento.