INCAPE   05401
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN CATALISIS Y PETROQUIMICA "ING. JOSE MIGUEL PARERA"
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Co3O4 sobre Carbón Activado como catalizador en la reacción de oxidación de alcoholes
Autor/es:
MISAEL CÓRDOBA; ALFONSO E. RAMIREZ; CRISTIAN MIRANDA; CECILIA R. LEDERHOS; YANNICK POUILLOUX
Lugar:
Cali
Reunión:
Simposio; IX Simposio Colombiano de Catálisis, SiCCat; 2015
Institución organizadora:
SOCAT, Universidad de Cali
Resumen:
Aldehídos y cetonas han sido identificados como compuestosde vital importancia debido a que forman la materia prima química básica endiferentes procesos industriales y de química fina. Estos productos puedenobtenerse de la oxidación del alcohol correspondiente, aunque la reacciónpresenta dificultades considerables, dado que se utilizan convencionalmente cantidadesestequiométricas de agentes oxidantes como sales de cromo (IV). Estosoxidantes, además de ser muy caro, generan residuos que contaminan el medioambiente. Dentro de este contexto, se plantea el uso de oxidantes másprometedores y ambientalmente limpios, como O2 o aire que generan H2Ocomo el subproducto único. En la búsqueda de catalizadores que sean activos,selectivos y de bajo costo, el Co3O4 sobre carbónactivado (CA), contribuye a un proceso de síntesis verde, a una elevadaselectividad y la eficacia de la oxidación aeróbica de los diferentes alcoholes.En este trabajo, se evalúa la actividad yselectividad durante la reacción de oxidación de diferentes alcoholesaromáticos y alifáticos para la obtención de los correspondientes aldehídos ycetonas, usando oxígenomolecular (O2) en presencia de un catalizador heterogéneo de óxidode cobalto soportado sobre carbón activado (Co3O4/CA).Para la síntesis del catalizador, partículas de óxido de cobalto fueron soportadas sobre carbón activado G60, deelevada área superficial. Se partió de Co(NO3)2?6H2Opara preparar el catalizador Co3O4/CA, por el método de impregnación húmeda,obteniéndose un catalizador con 15,2% en peso de Co. El sólido final fue secadoy tratado en atmósfera inerte (N2) a 350 ° C durante 2 h en un horno decirculación. El catalizador fue caracterizado por AAS, XPS, FTIR y DRX. Lareacción de oxidación de los diferentes sustratos se llevó a cabo en un reactorsemi-discontinuo, usando 20 µL de alcohol, 0,1 g de Co3O4/G60y 20 mL de tolueno. La temperatura de reacción fue de 80 °C y el flujo de O2utilizado de 50 mL min-1. Luego de la reacción, el catalizador seseparó por filtración, reactivos y productos fueron analizados en un GC condetector FID y columna capilar. Durante la caracterización del catalizador sepudo detectar por XPS que el sólido presenta dos especies superficiales de Co:Co3 + (BE: 779,9 eV) y Co2 + (BE: 781,4 eV); siendo Co3+/Co2 + relación atómica superficial de 1,07. Co3O4/G60mostró los picos de difracción de rayos X característicos de Co3O4.Durante la reacción de oxidación de un alcoholaromático, tal como alcohol bencílico para la obtención de benzaldehído, seobtuvo una conversión de 96 % y una selectividad superior al 99 %, a 4 h dereacción. En general, se obtuvieron buenos resultados para los alcoholes aromáticos(alcoholes bencílicos) con respecto a la conversión y la selectividad, mientrasalifáticos, primarios y alcoholes secundarios en el estudio mostró bajaconversión; estos resultados son clave para entender más sobre la actividad deeste tipo de catalizador en la síntesis verde de aldehídos y cetonas.Co3O4/G60 es activo y estable en la reacción de oxidación dealcoholes, logrando los mejores resultados de actividady selectividad, con alcoholes detipo bencílico. Además de contribuir a la oxidación verde de alcoholes debido aluso el agente oxidante (O2)ya que se obtiene agua como únicosubproducto. Los efectos estéricos y electrónicos procedentes de los grupos superficiales delsoporte durante la reacción deoxidación no deben serdescartados.