Nanocompositosde Ag/Fe como catalizadores de la reducción de nitrofenoles

DONADELLI, JORGE A.; RIVAS AIELLO, MARÍA BELÉN; MARTIRE, DANIEL O.; ARCE, VALERIA B.

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2021

Introducción: Los aminofenoles son intermediarios químicos ampliamente utilizados como precursores de fármacos, anticorrosivos y colorantes. Debido a esto, existe un amplio interés en mejorar su proceso de obtención a partir de la reducción de nitrofenoles utilizando NaBH4 como reductor y catalizadores sólidos a base de plata. Adicionalmente, es deseable la incorporación de compuestos magnéticos a base de hierro (magnetita/maghemita) en estos catalizadores para facilitar su recuperación. En el presente trabajo se sintetizaron y caracterizaron nanocompositos de Ag/Fe obtenidos por dos métodos distintos: mediante el uso de poliol (PN) y por ablación láser (LN). Se evaluó la capacidad de ambos materiales para reducir 3-Nitrofenol en presencia y ausencia de radiación.Resultados: Se determinó la relación Ag/Fe presente en los nanocompositos por ICP, obteniéndose valores de 6,57 para PN y de 0,06 para LN. Ambos materiales fueron estudiados por espectroscopía UV-Vis, donde se observó un máximo alrededor de 400-420 nm compatible con el plasmón característico de nanopartículas esféricas de Ag de entre 10-20 nm. La presencia de estos núcleos de Ag fue confirmada mediante microscopía TEM/EDS. En el caso del material PN se encontró una mayor variabilidad en los tamaños, con núcleos de Ag comprendidos entre 5-50 nm. Los mismos se encontraron inmersos dentro de estructuras de óxidos de Fe de entre 100-300 nm. Por XPS se determinó una relación Ag/Fe similar a la observada por ICP sugiriendo una distribución parecida en la superficie que en el bulk . En el caso del material PN se encontró un alto contenido de C y O en la superficie proveniente del uso de PEG durante la síntesis. Tanto por XPS como por EDS no se observaron contaminaciones importantes con otros elementos.Se estudió la cinética de reducción del 3-Nitrofenol en presencia de NaBH4 utilizando una suspensión de los nanocompositos bajo irradiación. No se observaron cambios significativos en ausencia de catalizador. Los nanocompositos LN presentaron una pequeña actividad fotoreductora en ausencia de NaBH4 (aproximadamente 20% en 2 horas de ensayo), lo que no fue observado para el material PN. El material LN logró una transformación de más del 80% del 3-Nitrofenol durante las primeras 2 horas de reacción, independientemente de la presencia de luz. El material PN mostró una mayor dependencia de su actividad catalítica con respecto a la irradiación, reduciendo casi completamente al 3-Nitrofenol bajo irradiación, pero solo un 55% del mismo en ausencia de la misma. Conclusiones: Se lograron sintetizar y caracterizar nanocompositos compuestos por núcleos de Ag inmersos en una matriz de óxidos de Fe magnéticos. El material obtenido utilizando poliol (PN) mostró tener una mayor proporción de Ag y una alta dependencia de la irradiación para su actividad catalítica, mientras que el material obtenido por ablación láser (LN) presenta una menor cantidad de Ag y es capaz de catalizar la reducción del 3-Nitrofenol aún en ausencia de radiación.