Diversidad Catalítica en Zeolitas: Influencia del Efecto de Confinamiento en la Adsorción de Ácido Acético y su Relación Con Las Características Topológicas Del Catalizador

ROMERO OJEDA, G. D.; GOMES, G. J.; ZALAZAR, M. F; PERUCHENA, N. M.

Santiago de Chile

Jornada; XXVIII JORNADAS DE JÓVENES INVESTIGADORES. ASOCIACIÓN DE UNIVERSIDADES DEL GRUPO MONTEVIDEO; 2021

Universidad de Santiago de Chile

En las reacciones de esterificación catalizadas por zeolitas se presenta la adsorción de ácidos carboxílicos como un paso relevante en el mecanismo. El objetivo de este trabajo fue estudiar desde el punto de vista de la distribución electrónica, el efecto de confinamiento sobre la adsorción de ácido acético en diferentes zeolitas de diferente topología e inferir su contribución a la actividad catalítica. La estructura de los catalizadores se representó con un modelo de agregado 46T (T=Si, Al) para HFMI, 52T para HBEA, 70T para HMOR y 84T para HFAU. Los cálculos teóricos se realizaron con el programa Gaussian09 y con el programa AIMAll a nivel M06-2X/6 31++G(d,p)//M06-2X/6- 31G(d). Se hallaron las estructuras más estables para la adsorción de ácido acético sobre el sitio ácido de Brønsted de cada uno de los modelos zeolíticos. Se cuantificaron y discriminaron las interacciones debidas a la adsorción y al confinamiento. Los resultados revelaron para ambos modos de adsorción de ácido acético (adsorción por carbonilo e hidroxilo sobre el sitio ácido) que en zeolitas monodimensionales (HMOR) y aquellas tridimensionales con cavidades pequeñas (HMFI) la estructura de la zeolita permite una ubicación de la molécula huésped que favorece la presencia de una mayor cantidad de interacciones débiles adsorbato-catalizador. Estas interacciones representan conjuntamente el 32.3% y 34.7% del total de la densidad electrónica para HMOR y HMFI respectivamente, por lo que su contribución a la energía de adsorción es importante y favorecen una mayor estabilidad del complejo adsorbido en relación a los otros modelos estudiados. En conclusión, el efecto de confinamiento en zeolitas juega un rol crucial y está relacionado con la estructura mono, di y tridimensional del catalizador que permite estabilizar al ácido acético en su interior.