Nanocompositos basados en complejos base de schiff ONO-CU(II) y al-pillared montmorillonite. evaluación catalítica en la deshidratación de glicerol hacia acetol.

Abstract

Dos nanocompositos (NC1 y NC2) basados en complejos de Cu(II) conteniendo ligandos tipo base de Schiff-ONO (C1 y C2) anclados en una arcilla tipo pillared clay a través de interacciones supramoleculares, fueron sintetizados. Dichos nanocompositos fueron usados como precatalizadores para sintetizar nanopartículas metálicas de cobre soportadas en la arcilla comercial Al – PILC y obtener los catalizadores derivados NC1P y NC2P. Los complejos C1 y C2 fueron caracterizados por espectroscopía FT – IR, 1H – RMN, DRS UV – vis y RPE y fueron autenticados a través de su comparación con estudios anteriores. Los nanocompositos NC1 y NC2 fueron caracterizados por espectroscopia FT – IR, reflectancia difusa de UV – vis, RPE, microscopía SEM – EDS, fisisorción de N2, absorción atómica y espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS). Los catalizadores NC1P y NC2P fueron caracterizados por espectroscopia FT – IR, reflectancia difusa de UV – vis, RPE, microscopía SEM – EDS, fisisorción de N2, absorción atómica y reducción a temperatura programada con dihidrógeno (TPR – H2). Los resultados de FT – IR, 1H – RMN y RPE demostraron que la síntesis de los complejos C1 y C2 fue reproducida exitosamente. Mediante el análisis comparativo de las bandas entre 1650 cm-1 y 1300 cm-1 , en los espectros FT – IR de las especies moleculares C1 y C2, versus los nanocompositos derivados NC1 y NC2, se determinó que los complejos fueron anclados exitosamente a soporte XII de arcilla. El análisis por DRS UV – vis complementó los resultados de FT – IR. Las transiciones electrónicas observadas en los nanocompositos NC1 y NC2 se correspondieron con las de los complejos C1 y C2, respectivamente. Además, se observó un leve desplazamiento hipsocrómico. Los resultados de DRS UV – vis determinaron que una posible reducción parcial del complejo tuvo lugar y que la hidrazina no redujo completamente los complejos a especies metálicas. Los resultados de microscopía SEM – EDS, mediante el mapping superficial de los materiales NC1, NC2, NC1P y NC2P, mostró una distribución superficial homogénea del cobre. Complementariamente, XPS permitió demostrar que la nuclearidad de los complejos C1 (complejo mononuclear) y C2 (complejo binuclear), en los nanocompositos NC1 y NC2, se mantuvo luego de la síntesis. El estudio textural mediante fisisorción con N2 mostró una disminución del área superficial específica de la arcilla Al – PILC al incorporar los complejos C1 y C2 mediante anclaje supramolecular. También se observó que el área específica de los catalizadores NC1P y NC2P aumentó respecto de los nanocompositos NC1 y NC2, asociado a la destrucción de una fracción de los complejos anclados. En el contexto de la evaluación catalítica de los materiales NC1P y NC2P, se observó un cambio en la selectividad. Los productos principales de la reacción de conversión de glicerol del catalizador NC1P fueron 1,2 – PDO, acetol y piruvaldehído, mientras que los productos principales de la reacción de conversión XIII de glicerol del catalizador NC2P fueron 2 – propanol y acetol, lo cual implica que un mecanismo distinto de reacción ocurrió en el catalizador derivado del complejo binuclear C2. Finalmente, mediante un ajuste a una cinética de primer orden, se determinó que el catalizador NC2P fue el más activo (k = 0.0007 min-1 para NC1P y 0.0015 min-1 para NC2P).