EVALUACION CATALITICA DE SILICATOS MESOPOROSOS MODIFICADOS CON CROMO EN LA OXIDACION DE ACIDO FERULICO

V VASCHETTI; ELIAS V; CANEPA A; E. SABRE; EIMER G; CASUSCELLI S

Carlos Paz

Congreso; Nanociencia y Nanotecnología para el desarrollo. IV Nano-Cordoba; 2017

Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales Universidad Nacional de Río Cuarto

Una gran variedad de compuestos de cromo (VI) son capaces de actuar como oxidantes de grupos funcionales orgánicos en medio homogéneo [1]. Sin embargo, existen numerosas dificultades en la separación del producto y la disposición de efluentes tóxicos. Es por esto que se están investigando materiales a base de cromo que puedan emplearse como catalizadores heterogéneos en reacciones de oxidación selectiva de importancia en la industria química moderna. Entre los distintos tipos de soportes disponibles, se destacan los silicatos mesoporosos tipo MCM-41 con arreglo hexagonal y unidimensional de poros, de diámetro entre 2-10 nm y elevada área específica. Estas características permiten la difusión de moléculas voluminosas hacia los sitios activos altamente dispersos en el soporte. Distintos tamices moleculares MCM- 41 modificados con cromo fueron sintetizados empleando los métodos de Impregnación Húmeda e Incorporación Directa [2]. Por Impregnación Húmeda se obtuvo Cr/MCM-41(2,05) y por Incorporación Directa Cr-MCM-41(1,27), donde el valor entre paréntesis indica el contenido de Cr en % p/p. Los sólidos fueron caracterizados por DRX, adsorción-desorción de N2, TEM, SEM, TPR, UVvis-RD y FRX. El análisis de los resultados permitió detectar para las muestras preparadas por impregnación, la presencia de Cr6+ en coordinación tetraédrica como así también en especies policromatos, en tanto para las muestras preparadas por incorporación se observó además de las especies mencionadas, Cr3+ como nanoparticulas de α-Cr2O3. Los materiales fueron evaluados en la oxidación en fase líquida de ácido ferúlico a vainillina, en un reactor batch con H2O2 como oxidante y terbutanol como solvente. Para ambos materiales la conversión del sustrato a las 7 hs de reacción fue similar, 23% mol para Cr/MCM-41(2,05) y 25% mol para Cr-MCM-41(1,27). Las muestras de reacción fueron analizadas por HPLC, encontrando un rendimiento a vainillina cercano al 3% a las 7 hs de reacción para Cr/MCM- 41(2,05) con una selectividad superior al 70%. En tanto, para Cr-MCM-41(1,27) se obtuvo un rendimiento a vainillina cercano al 2% con una selectividad del 100%. La matriz MCM-41 pura no presentó actividad catalítica, lo cual estaría dando cuenta que la presencia del Cr6+ sería responsable de la oxidación de ácido ferúlico a vainillina. Es de notar que la decarboxilación de ácido ferúlico se observó para ambos catalizadores modificados con Cr como una reacción competitiva a la oxidación del sustrato a vainillina