INVESTIGADORES
CASUSCELLI Sandra Graciela
congresos y reuniones científicas
Título:
Reordenamiento de Beckmann para la obtención del monómero del nylon 6 (caprolactama) empleando como catalizadores materiales mesoporosos B-MCM-41
Autor/es:
ELIANA VASCHETTO; JÉSICA PRATTO; E.HERRERO; CASUSCELLI S; EIMER G
Lugar:
Buenos Aires
Reunión:
Congreso; 1º Congreso de Ingeniería de Procesos y Productos; 2013
Resumen:
En este trabajo se desarrollaron catalizadores de estructura
mesoporosa modificados con Boro (B), variando las condiciones de síntesis. Estos
sólidos se evaluaron en la reacción de reordenamiento de Beckmann en fase vapor
a partir de ciclohexanona oxima. El método de síntesis tradicional para la
producción ξ-Caprolactama (monómero del Nylon 6, material de partida para una
gran variedad de fibras y plásticos), involucra el reordenamiento de Beckmann
de la ciclohexanona oxima empleando como catalizador al H2SO4.
Esto resulta problemático, debido al uso de un ácido corrosivo y contaminante.
Para desarrollar un proceso más eficiente y ambientalmente compatible, el
estudio de este reordenamiento en fase vapor empleando catalizadores sólidos
del tipo mesoporosos resulta de gran interés.
Los materiales se sintetizaron usando tetraetoxisilano y
ácido bórico como fuentes de Si y B respectivamente, bromuro de cetil trimetil
amonio como surfactante e hidróxido de amonio para ajuste del pH. El gel de
síntesis (relaciones molares Si/B= 20 y 60) se trató hidrotermicamente por 0, 6 y 8 días a 100°C en autoclave. Los
catalizadores fueron evaluados en la reacción de reordenamiento de Beckmann en
fase vapor a partir de una solución de ciclohexanona oxima en 1-hexanol. Los
catalizadores se caracterizaron por difracción de RX, FT-IR y se le realizaron
medidas de área superficial.
Todos los materiales sintetizados presentaron elevados valores
de superficie específica, típicos de estructuras mesoporosas. Analizando la influencia del
tiempo de tratamiento hidrotérmico sobre el área superficial se encontró que, para ambas relaciones, los
valores disminuyen levemente con el tratamiento, aunque continúan siendo altos.
En el análisis de RX se observa que en todos los casos existe un patrón de
difracción característico de los materiales mesoporosos, que es evidenciado por
la presencia de un pico a bajo ángulo, lo cual indica un ordenamiento de la
estructura. Los espectros de IR exhiben una banda a 934 cm-1,
característica del B tetracoordinado, frecuentemente esta banda se solapa a aquélla
asignada a los silanoles; sin embargo, al contrastar las muestras con la de una
matriz pura se encontró que la banda incrementa con el aumento del contenido de
B, lo cual evidencia la presencia de B
tetracoordinado en la red mesoporosa.
Finalmente,
los materiales fueron evaluados en la reacción de reordenamiento de Beckmann; los
de menor relación (Si/B=20) presentaron mayor conversión de ciclohexanona
oxima; además la conversión aumenta para 6 días de tratamiento hidrotérmico (valor
máximo de conversión). Estas observaciones pueden ser probablemente atribuidas
a la mayor proporción de B incorporado a la red. Es de destacar que la selectividad
a caprolactama en todos los casos fue del orden del 100%.