PREPARACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE CATALIZADORES HETEROGÉNEOS DE ÁCIDO FOSFOMOLÍBDICO. APLICACIÓN EN ONXIDACIÓN DE SULFUROS

V. PALERMO; G.P. ROMANELLI; P.G. VÁZQUEZ

Congreso; Congreso de Ciencias Ambientales - COPIME 2011; 2011

En este trabajo se describe la síntesis y caracterización de nuevos catalizadores constituidos por el ácido fosfomolíbdico soportado sobre diferentes materiales. Estos catalizadores se emplean en reacciones eco-compatibles de oxidación de sulfuros. El ácido fosfomolíbdico (PMo) es un heteropoliácido de estructura Keggin, cuyas propiedades ácidas y redox lo hacen apto como catalizador ácido y redox. Dentro de las ventajas de este compuesto como catalizador en reacciones de oxidación, sobresale el hecho de que permite condiciones de reacción eco-compatibles, como condiciones de reacción suaves, uso de solventes inocuos como etanol y agentes oxidantes benignos con el medio ambiente, como es el caso del peróxido de hidrógeno. Este agente oxidante se prefiere por su bajo costo, facilidad de manejo, almacenamiento y traslado, y por el hecho de que sólo produce agua como subproducto, Por otro lado, este heteropoliácido puede soportarse sobre diferentes materiales silíceos, para obtener nuevos catalizadores que permiten su uso en condiciones heterogéneas de reacción. La catálisis heterogénea, se prefiere a la homogénea debido a que permite recuperar el catalizador con facilidad, y de este modo, poder reutilizarlo en un nuevo ciclo catalítico. Entre los soportes utilizados se encuentra sílice (S) preparada mediante el método sol-gel, y sílice funcionalizada con 3-aminopropiltrimetoxisilano (NH2-S). Para la incorporación del PMo sobre estos soportes se emplearon diferentes técnicas: impregnación a humectación incipiente y adsorción en equilibrio. Los materiales obtenidos fueron caracterizados por diferentes técnicas: espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier, difracción de rayos X, titulación potenciométrica, y determinación del área superficial SBET. En primer lugar a actividad catalítica de los materiales preparados, fue evaluada en la reacción de oxidación de difenilsulfuro, para obtener difenilsulfona. Los resultados obtenidos de estos ensayos, mostraron que los catalizadores de PMo soportado sobre S, ya sea obtenidos mediante impregnación en equilibrio, como a humectación incipiente, pierden su capacidad catalítica luego del primer uso, debido al lavado del PMo del soporte en el medio de reacción. Por otro lado, los catalizadores de PMo anclados sobre NH2-S mostraron actividad catalítica en su re-uso. Sin embargo el catalizador preparado mediante impregnación incipiente mostró una marcada disminución en la actividad, mientras que el catalizador preparado por impregnación en equilibrio mantuvo su actividad catalítica luego de varios ciclos de reacción. Una vez evaluado el desempeño de los diferentes materiales catalíticos en la oxidación de difenilsulfuro, se escogió el más activo (PMo-NH2-Se) y se extendió la reacción a otros sulfuros de diferente complejidad. La importancia de esta reacción de oxidación radica en la importancia de las sulfonas producidas, las cuales son empleadas en diferentes industrias y como intermediarios en síntesis orgánica. Muchas sulfonas presentan actividad antibacterial, antiviral, antitumoral y otras son empeladas como insecticidas, fungicidas y plaguicidas. De este modo, obtuvimos un catalizador redox heterogéneo que permite el uso condiciones de reacción benignas con el medio ambiente, y el cual permite su reuso sin pérdida apreciable de actividad catalítica.