Nanocompositos basados en complejos base de schiff ONO-CU(II) y al-pillared montmorillonite. evaluación catalítica en la deshidratación de glicerol hacia acetol.
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Date
2022
Authors
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Publisher
Universidad de Concepción.
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
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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
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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).
Description
Tesis para optar al grado académico de Magíster en Ciencias con mención
en Química
Keywords
Bases de Schiff, Absorción Atómica, Nanocompositos (Materiales), Materiales Compuestos, Energía Asequible y No Contaminante