Síntesis electroquímica de nanopartículas de Pd y PdAu con actividad catalítica en reacciones de acoplamiento de Suzuki

FIORAVANTI, FEDERICO; UBERMAN, PAULA M.; LACCONI, GABRIELA I.

La Plata

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2021

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica (AAIFQ)

En los últimos años se ha trabajado intensamente en el desarrollo de métodos para obtener dispersiones de nanopartículas estables con diversas morfologías, tamaños y composiciones, para su empleo en aplicaciones tales como sensores ópticos, detección analítica, catálisis, entre otras. La mayoría de los métodos empleados son químicos y, en menor medida, electroquímicos. El empleo de nanopartículas de metales de transición como catalizadores en reacciones orgánicas permite mejoras en los rendimientos y en algunos casos, con la posibilidad de realizarlas en medio acuoso, convirtiéndolas en una opción amigable con el medio ambiente.En este estudio se han sintetizado nanopartículas de Pd (PdNPs) en solución mediante una única y simple etapa electroquímica a temperatura ambiente. Se emplea una lámina de Pt como electrodo de trabajo y otra como contraelectrodo, y calomel saturado como electrodo de referencia. El electrolito de KNO3 0.1 M contiene H2PdCl4 (0.5 mM) y Polivinilpirrolidona-PVP (16 g.L-1). Se aplica un pulso de corriente (-100 mA.cm-2) durante 10 min, con agitación constante. Bajo estas condiciones, el potencial del electrodo alcanza valores muy negativos permitiendo la reducción de iones H3O+ y la formación de PdNPs. Luego, a dos alícuotas de igual volumen de PdNPs se les añadieron cantidades diferentes de HAuCl4 (50.78 mM) con agitación constante durante 2 h obteniendo, mediante desplazamiento galvánico, dos dispersiones PdAuNPs I y II. Las distintas nanopartículas fueron caracterizadas mediante espectroscopía UV-visible, microscopía electrónica (SEM-EDS y TEM) y XPS. La evaluación de la actividad catalítica de cada NPs se realizó en reacciones de acoplamiento de Suzuki en medio acuoso, empleando 4-Bromoacetofenona y ácido fenilborónico como reactivos. Todas las nanopartículas mostraron ser catalizadores eficientes, aun con muy baja carga de metal (0,005 mol%). Asimismo, se observó un mayor rendimiento del producto deseado 3 cuando se emplearon las PdAuNPs (96 y 95%). La cuantificación del producto formado se realizó mediante cromatografía gaseosa.