Nanomateriales del tipo MCM-41 modificados con vanadio empleados en la oxidacion de a-pineno. Estudio de la estabilidad al lixiviado de las especies activas.

ANALÍA L. CÁNEPA; ELIANA G. VASCHETTO; VIRGINIA VASCHETTI; GRISELDA A. EIMER; SANDRA G. CASUSCELLI

Córdoba

Otro; Nano Cordoba 2014; 2014

Entre los catalizadores heterogéneos modificados con metales de transición, aquéllos con vanadio se caracterizan por tener importantes aplicaciones en procesos industriales que involucran reacciones de oxidación. Cabe destacar que, sin considerar la industria metalúrgica, alrededor del 5% de la producción anual de vanadio se destina específicamente a su uso en catálisis. Un aspecto importante a ser estudiado cuando los procesos de oxidación se realizan en fase líquida con catalizadores sólidos, es la estabilidad del catalizador al lixiviado de las especies activas, la heterogeneidad de la reacción y la posibilidad de reutilizar el catalizador. Por lo general, el lixiviado es el resultado de la solvólisis del enlace metal-oxígeno, a través del cual el metal está retenido en el soporte. Así, se pueden distinguir tres posibles situaciones para los catalizadores heterogéneos en fase líquida: que el metal no sea lixiviado y el catalizador opere en condiciones ciertamente heterogéneas, que el metal lixivie pero que la especie en solución no sea activa para la reacción, por lo que la catálisis observada es predominantemente heterogénea; que el metal lixivie y sea activo, actuando como un catalizador homogéneo. Según la bibliografía, una de las principales desventajas que presentan los catalizadores de vanadio empleados en reacciones de oxidación, es precisamente el lixiviado del metal hacia la fase líquida. Sugiriendo así que la estabilidad de este metal bajo las condiciones de reacción depende de la naturaleza del sustrato, del solvente y del oxidante. Se estudió la oxidación de a-pineno con peróxido de hidrógeno (H2O2) utilizando un tamiz molecular modificado con 0,035%p/p de Vanadio (V-M(0,035%)) debido a que sus productos de reacción se utilizan en la industria farmacéutica, de perfumes y cosméticos. En particular, la verbenona reviste gran interés ya que se emplea como material de partida para síntesis de Taxol, un importante agente terapéutico en tratamientos oncológicos y como intermediario para la fabricación de pesticidas. Se estudió la estabilidad del catalizador V-M(0,035%) al lixiviado de las especies activas, la heterogeneidad de la reacción y la posibilidad de reutilizar el catalizador en la reacción de oxidación de α-pineno. Los resultados de espectroscopia UV-Visible con Reflectancia Difusa (UV-Vis-RD) junto con los de espectroscopia de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente (ICP-OES) revelaron que, bajo las condiciones estudiadas habría lixiviado del metal, sin embargo la especie generada en la fase líquida no resultó activa. Además cuando se realizaron cuatro ciclos catalíticos, no se observó pérdida significativa de la actividad, obteniéndose la verbenona como producto mayoritario. Por otro lado, la eficiencia del H2O2 aumentó con los sucesivos reúsos, sugiriendo que los nano-clusters fueron las especies lixiviadas, responsables de su descomposición y/o porque la misma fue consumida en el proceso de lixiviado.