Seva Rejón, Maria Dolores

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    Síntesis de MXenos y su actividad catalítica en la reacción de oxidación de estireno a benzaldehído.
    (Universitat Politècnica de València, 2022-11-04) Seva Rejón, Maria Dolores; Palomares Gimeno, Antonio Eduardo; Giménez Torres, Enrique; Llabrés I Xamena, Francesc Xavier; Rapeyko, Anastasia; Departamento de Ingeniería Química y Nuclear; Instituto Universitario Mixto de Tecnología Química; Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial;  Instituto Universitario de Investigación de Tecnología de los Materiales de la UPV
    [ES] Recientemente, ha surgido una nueva familia de materiales 2D, conocidos como MXenos, que están basados en carburos laminares de metales de transición. Debido a sus excepcionales propiedades en términos de multifuncionalidad, conductividad y estabilidad química, se han venido estudiando para su utilización en el almacenamiento de carga electroquímica, apantallamiento electromagnético, filtración, y un amplio abanico de aplicaciones adicionales. De forma general, la síntesis de los MXenos consiste en una exfoliación química de un precursor denominado fase MAX con un agente decapante como el HF. En este proceso se persigue eliminar las capas intermedias formadas por un metal de transición, un elemento del grupo 13 ó 14 (Al o Si) y C o N. Este trabajo se va a centrar en el estudio de MXenos sintetizados a partir de la fase MAX de Ti3AlC2. En primer lugar, se van a estudiar distintos parámetros de síntesis de MXenos, tales como concentración de agente decapante, tiempos de exfoliación química, moléculas intercalantes y condiciones de exfoliación. Por otro lado, sabemos que el HF es un reactivo peligroso y tóxico por lo que en este trabajo también se estudiarán posibles rutas de síntesis de Mxenos en ausencia de HF para hacer que el proceso sea más seguro y respetuoso con el medioambiente.Teniendo en cuenta las buenas propiedades catalíticas que presentan a priori los MXenos debido a su elevada reactividad y superficie, se propone en este trabajo utilizar estos materiales como catalizadores heterogéneos en la reacción de oxidación del estireno para la obtención de benzaldehído, compuesto de alto interés ya que se utiliza principalmente como intermedio para aplicaciones industriales. La producción industrial de benzaldehído se lleva a cabo por la oxidación catalítica de tolueno a ácido benzoico o por la hidrólisis de cloruro de bencilo. Estos procesos no solo presentan una baja conversión catalítica y un bajo rendimiento, sino que además generan una gran cantidad de residuos, y además necesitan elevadas temperaturas y elevados tiempos de reacción. Por lo tanto, este trabajo se centrará en buscar una alternativa para la obtención de benzaldehído, a partir de la reacción de oxidación del estireno, utilizando los MXenos como alternativa al uso de catalizadores homogéneos, ya que la elevada estabilidad de los MXenos facilita su posible reutilización, lo cual es bastante interesante a nivel industrial. Además, se utilizará como oxidante en la reacción, el peróxido de hidrógeno como alternativa a otros oxidantes tradicionales (por ejemplo: K2Cr2O7 o HNO3) ya que el peróxido de hidrógeno es económico y benigno a nivel medioambiental, con un alto contenido en oxígeno activo y produce como único subproducto agua. Finalmente, los catalizadores sintetizados en este trabajo se caracterizarán mediante diversas técnicas como: microscopía electrónica de barrido (SEM) y de transmisión (TEM), espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS), difracción de rayos X (DRX), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y adsorción física de gases.
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    Titanium MXenes as Heterogeneous Catalysts for the Styrene-to-Benzaldehyde Oxidation: Influence of the Etching Conditions
    (John Wiley & Sons, 2024-05) Rapeyko, Anastasia; Barjola Ruiz, Arturo; Seva Rejón, Maria Dolores; Sahuquillo Navarro, Oscar; Navalón Oltra, Sergio; Giménez Torres, Enrique; Llabrés I Xamena, Francesc Xavier; Instituto Universitario Mixto de Tecnología Química; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeroespacial y Diseño Industrial; Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales; Departamento de Química; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial;  Instituto Universitario de Investigación de Tecnología de los Materiales de la UPV; Grupo de Fotoquímica Heterogénea y Medioambiental; European Commission; Generalitat Valenciana; Agencia Estatal de Investigación; European Regional Development Fund; Universitat Politècnica de València
    [EN] Ti3C2Tz MXenes are prepared under different etching conditions and tested as heterogeneous catalysts for the selective oxidation of styrene to benzaldehyde. A clear dependence is observed between the etching conditions (hydrofluoric acid concentration and etching time) and the surface chemistry, morphology and catalytic performance of the resulting MXenes. Under appropriate conditions, etching of the Ti3AlC2 MAX phase precursor with concentrated HF produces Ti3C2Tz MXenes with highly accessible accordion-like structures and accessible Ti¿O surface terminations that can act as active species for the catalytic process, keeping up with the best catalysts reported so far for this reaction. The present study represents one of the few existing reports on catalytic properties of MXenes under mild liquid-phase conditions, paving the way for future developments of this new family of 2D materials for fine chemical applications.