Aplicación de Nanomateriales para la Valorización de Recursos Biomásicos

Tesis

Resumen *

En esta tesis doctoral se desarrolla la síntesis ycaracterización de tamices moleculares nanoestructurados MCM-41 modificados concobre y vanadio. Estos materiales fueron evaluados en las reacciones deoxidación catalítica heterogénea de limoneno y ácido ferúlico, a partir deresiduos biomásicos, para la obtención de compuestos de interés industrial. La funcionalización del soporte MCM-41 con metales detransición fue realizada mediante intercambio ion-agente plantilla (TIE), unmétodo simple de modificación de la matriz porosa que permite laincorporación/deposición de especies metálicas con elevada dispersión. Lossólidos se caracterizaron textural y fisicoquímicamente usando una ampliavariedad de técnicas, a mencionar: DRX, adsorción-desorción de N2 a77 K, SEM, absorción atómica, ICP-OES, UV-vis RD, XPS, FT-IR, FTIR-Py y RTP. Los materiales sintetizados con cobre fueron evaluados enlas reacciones de oxidación en fase líquida de limoneno a derivados oxigenados,utilizando oxidantes verdes como peróxido de hidrógeno (H2O2)y t-butil hidroperóxido (TBHP). Enbase a estos resultados se propusieron mecanismos de reacción para interpretarla vía de formación de cada producto. Luego, en función de los productosoxigenados obtenidos en cada caso y su utilización industrial, se seleccionó elH2O2 como mejor oxidante. Por otro lado, se optimizóenergéticamente el método TIE y se sintetizaron nuevos catalizadores. Estossólidos se contrastaron con aquellos sintetizados por el método original,teniendo en cuenta las características fisicoquímicas de los materiales y sudesempeño catalítico en la oxidación de limoneno y ácido ferúlico con H2O2. El método optimizado se empleó para sintetizar los sólidosmodificados con vanadio. Estos materiales demostraron ser más activos que losmodificados con cobre en la oxidación de limoneno con H2O2.Sin embargo, presentaron baja estabilidad en el medio de reacción porlixiviado. Así, se propuso la síntesis de un material bimetálico porimpregnación con titanio que presentó buena actividad catalítica y estabilidadmejorada. En todos los casos, los resultados de las técnicas decaracterización fueron correlacionadas en detalle con el desempeño catalíticode los sólidos. Información suministrada por el agente en SIGEVA