Modificación del contenido de Al en materiales mesoporosos. Propiedades estructurales y texturales.

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

Córdoba

Otro; Tercer Reunión NanoCórdoba 2014; 2014

En la búsqueda de catalizadores con menor impacto ambiental, aparecen los tamices moleculares mesoporosos del tipo MCM-41, que por sus características resultan muy atractivos en diversos procesos catalíticos. En particular la modificación de estos materiales con heteroátomos tal como el Al permite generar sitios levemente ácidos activos para una variedad de reacciones, entre ellas el Reordenamiento de Beckmann en fase vapor de Ciclohexanona oxima (C-ox) para la obtención de e-Caprolactama (e-C), monómero del Nylon 6. La producción comercial de e-C implica el uso de H2SO4 como catalizador, siendo cuestionable tanto ecológica como económicamente, entre los catalizadores sólidos propuestos como alternativos, aparecen los materiales Al-MCM-41 los cuales pueden aportar nuevos conocimientos al desarrollo de procesos catalíticos con menor impacto ambiental. En este trabajo se sintetizaron materiales mesoporosos del tipo MCM-41 mediante tratamiento hidrotérmico. Los catalizadores se prepararon mediante síntesis hidrotérmica. El gel de síntesis fue preparado con contenido de Al variables: Si/Al= 10, 20, 30, 40, 60, 80 y 100. Los materiales se caracterizaron por difracción de rayos X, área específica, Microscopía de Transmisión Electrónica y de Barrido Electrónico, Espectroscopia de emisión atómica con plasma acoplado inductivamente, Infrarrojo y acidez por adsorción-desorción de piridina. Las reacciones se llevaron a cabo en un reactor de lecho fijo situado en un horno a temperatura controlada. Se alimentó una solución de C-ox en 1-hexanol. La relación utilizada fue W/FA0= 40 gh/mol (g de catalizador sobre la velocidad de alimentación de C-ox). Las muestras se analizaron por cromatografía gaseosa. La identificación de los productos se realizó por GC-MS Perkin. Se investigó la influencia del contenido de Al en la red mesoporosa, exhibiendo todas las muestras elevados valores de área superficial y muy buena estructura. Se demostró que a mayor cantidad de Al incorporado en la red no sólo aumentó la densidad de silanoles nidos si no que se incrementó su carácter ácido (acidez de Brønsted muy débil asociado a estos silanoles nidos).  La evaluación catalítica se llevó a cabo con todos los materiales sintetizados, obteniéndose selectividades a e-C del 100% con rendimientos de hasta el 65% utilizando el material con el mayor contenido de Al.