Estudio teórico comparativo de la adsorción de 1,3- butadieno sobre Pd(111) y PdNi(111)

G. F. CABEZA; G. GÓMEZ; N. J. CASTELLANI

Buenos Aires

Congreso; XXII Congreso Interamericano de Ingeniería Química – V Congreso Argentino de Ingeniería Química; 2006

Asociación Argentina de Ingenieros Quimicos, Confederación Interamericana de Ingenieria Química

Uno de los más grandes desafíos en catálisis es la búsqueda de nuevas condiciones que logren incrementar la selectividad hacia un producto deseado. Un caso interesante a estudiar es el proceso de hidrogenación parcial de aceites vegetales comestibles. Este proceso es de gran importancia en la modificación de grasas y aceites. El papel de las mismas en la nutrición humana es una de las principales áreas de interés e investigación en el campo de la ciencia de la nutrición. En los últimos años, la literatura científica ha puesto en evidencia nuevas pruebas relacionadas con los beneficios y riesgos asociados a determinados aspectos de las grasas en la alimentación. Por ejemplo, las grasas están vinculadas al incremento de las enfermedades coronarias, en cambio los aceites dan ciertos beneficios, siendo el de mayor relevancia la eliminación del “colesterol malo”. Por este motivo se busca intensamente sustituir las grasas animales mediante la hidrogenación de aceites vegetales. La hidrogenación parcial elimina parte de los dobles enlaces de una cadena carbonada del ácido graso, mientras que una proporción significativa de dobles enlaces son isomerizados mediante la conversión cis/trans. Este proceso incrementa el punto de fusión del aceite, mejorando su consistencia para el uso de margarinas y aumenta la resistencia a la oxidación. La aplicabilidad de los aceites hidrogenados es muy extensa, siendo especialmente utilizados en la manufactura de productos de confitería. El problema asociado al proceso catalítico de hidrogenación lo constituyen las reacciones de isomerización geométrica que dan productos trans. En los últimos años se reportaron informes médicos que advierten que los isómeros trans, generados durante la hidrogenación parcial de un aceite, pueden tener un efecto perjudicial sobre la salud similar al encontrado con las grasas saturadas de origen animal. Si bien esto es aún materia de controversia, es firme la tendencia a la producción de grasas con menores niveles de isómeros trans. En el proceso de hidrogenación la composición y propiedades fisicoquímicas del producto final dependen de varios factores operacionales que incluye el tipo de catalizador y su concentración, agitación, presión de hidrógeno y temperatura. Por esta razón, se busca un catalizador que sea más selectivo hacia la isomerización geométrica cis, para obtener menores contenidos de isómeros trans en los aceites parcialmente hidrogenados. En este trabajo presentamos un estudio comparativo de la adsorción de 1,3 butadieno sobre una monocapa de Pd depositada pseudomórficamente sobre la superficie Ni(111) en comparación con el caso de Pd(111) puro. Los sistemas se modelizaron con slabs de 7 capas de átomos y 4 capas de vacío. Los cálculos se realizaron empleando el formalismo de la densidad funcional (DFT). Los resultados obtenidos se comparan con los obtenidos teórica y experimentalmente en la literatura.