Modelado computacional de un catalizador bimetálico platino-níquel para hidrogenación de aceites comestibles

M. MARTIRENA; S. SIMONETTI

Congreso; Congreso Internacional de Química e Ingeniería Química; 2012

La industria de aceites y grasas fue una de las primeras en utilizar la hidrogenación catalítica con el objeto de transformar productos líquidos en pastas sólidas mejorando las cualidades de olor y gusto. El  catalizador metálico más utilizado para la hidrogenación de ácidos grasos es el níquel, debido a su alta actividad y selectividad, entre otras. Sin embargo, en la actualidad está en auge el estudio de catalizadores bimetálicos, con el objetivo de buscar catalizadores alternativos. Por otro lado, las investigaciones han mostrado que los ácidos grasos trans tendrían implicaciones adversas para la salud, en consecuencia, más estudios son necesarios para satisfacer las nuevas especificaciones de una mayor concentración del isómero cis. En el presente trabajo estudiamos la adsorción del ácido cis-oleico sobre una superficie Pt-Ni-Ni(111) de un catalizador modelo. Para ello diseñamos el sistema y lo optimizamos mediante cálculos computacionales utilizando el método de Superposición Atómica y Deslocalización Electrónica. Analizamos 4 sitios posibles de adsorción sobre la superficie: mono-coordinado (1C), di-coordinado (2C), tri-coordinado con simetría tetraédrica (3CT) y tri-coordinado con simetría octaédrica (3CO). Los resultados muestran en general, una débil interacción entre ácido cis-oleico y la superficie bimetálica. Las energías de adsorción del ácido cis-oleico sobre la superficie Pt-Ni-Ni(111) siguen el siguiente orden 1C > 3CO > 3CT > 2C.  En las posiciones de mínima energía, la molécula se adsorbe a través del doble enlace C=C y a una distancia de la superficie de 3.9 Å (1C), 4.2 Å (3CO), 4.0 Å (3CT) y 3.9 Å (2C), respectivamente. De la comparación de la actividad catalítica entre las superficies Pt-Ni-Ni(111) y Ni-Ni-Ni(111), surge que la molécula se adsorbe más fuertemente y a una distancia menor de la superficie en el catalizador de níquel puro. Estos resultados poseen especial significancia en el estudio posterior del enlace químico y la estructura electrónica.