Efecto de Confinamiento en Zeolitas H-ZSM-5, H-Beta, H-MOR y H-Y sobre la adsorción de Ácido Acético: Un estudio basado en la Densidad Electrónica

ROMERO OJEDA, G. D.; GOMES, G. J.; PERUCHENA, N. M.; ZALAZAR, M. F

Asunción

Congreso; II Congreso Paraguayo de Química Pura y sus Aplicaciones; 2019

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad Nacional de Asunción

El efecto de confinamiento en zeolitas juega un papel importante en las reacciones catalíticas que ocurren dentro estos catalizadores. Estos efectos provocados por las interacciones entre las moléculas huésped y las paredes del sólido, dependen del volumen y la forma de las cavidades del catalizador. La adsorción de ácido acético es un paso clave en las reacciones de esterificación catalizadas por zeolitas 1,2 El objetivo de este trabajo fue estudiar, desde el punto de vista de la distribución electrónica, el efecto de confinamiento sobre la adsorción de ácido acético de las zeolitas H-ZSM-5, H-Beta, H-MOR y H-Y -considerando sus diferencias en relación a tamaño de poro, cavidad y estructura tridimensional- e inferir su contribución a la actividad catalítica. La estructura de los catalizadores se representó con un modelo de agregado 46T (T=Si,Al) para H-ZSM-5, 52T para H-Beta, 70T para H-MOR y 84T para H-Y. La optimización y análisis de frecuencias vibracionales de las especies involucradas se realizó con el programa Gaussian09 y las densidades electrónicas se obtuvieron con el programa AIMAll a nivel M06-2X/6-31++G(d,p)//M06-2X/6-31G(d). Se cuantificaron y discriminaron las interacciones debidas a la adsorción y al confinamiento. Los resultados revelaron para ambos modos de adsorción de ácido acético (adsorción por carbonilo e hidroxilo sobre el sitio ácido) que en zeolitas monodimensionales (H-MOR) y aquellas tridimensionales con cavidades pequeñas (H-ZSM-5) la estructura de la zeolita permite una ubicación de la molécula huésped que favorece la presencia de una mayor cantidad de interacciones débiles adsorbato-catalizador, por lo cual el efecto de confinamiento es importante y contribuye a una mayor estabilidad del complejo adsorbido en relación a H-Beta y H-Y. En conclusión el efecto de confinamiento en zeolitas juega un rol crucial y está relacionado con la estructura mono, di y tridimensional del catalizador que permite estabilizar al ácido acético en su interior.