Síntesis, caracterización y modificaciones estructurales de silicatos laminares (RUB-15)

Abstract

[ES] En el presente estudio se lleva a cabo la síntesis de derivados de silicatos laminares, concretamente RUB-15, los cuales están funcionalizados con el objetivo de poder dotar a la estructura de distintas características que previamente no presentaba y poder ampliar el abanico de aplicaciones. Este proceso se realiza mediante tres vías, las cuales se desarrollarán brevemente a continuación. El primer proceso consiste en la obtención de RUB-15 con el agente director de la estructura (SDA) correspondiente, el cual tiene como función equilibrar la carga de las láminas. A continuación, mediante agentes hinchantes, se modifica el tamaño de las cavidades de forma que permita el acceso de ciertas moléculas al interior. Una vez los canales son lo suficientemente amplios, se realiza una sustitución de los grupos OH de las láminas por cadenas que contienen tioles y aminas para poder generar cierto carácter ácido/básico a la estructura. Finalmente, se elimina el SDA y las moléculas hinchantes para poder llevar a cabo la aplicación en la reacción correspondiente. Otra de las vías es la obtención directa, donde la lámina sintetizada presenta un tamaño de cavidades suficientemente ancho como para introducir directamente las cadenas con los grupos funcionales de interés. Por último, el tercer proceso presenta cierta diferencia que consiste en la funcionalización de las propias láminas en la obtención de RUB-15. Para ello se utilizan compuestos que contengan los heteroátomos de interés en la síntesis de partida de las láminas y, posteriormente, se realiza el mismo proceso que se ha seguido en el primer procedimiento. De esta forma se obtienen estructuras bifuncionales, es decir, el carácter que presenta la propia lámina y el que se ha dotado a la cavidad. Algunos de los átomos que se pueden introducir son el aluminio, el titanio o el niobio. Una vez obtenidas este tipo de láminas, se plantea generar zeolitas conocidas partiendo de este tipo de estructuras X-RUB-15. Las estructuras obtenidas son caracterizadas con las técnicas correspondientes de forma que se puedan identificar y, a la vez, permitan garantizar que se avanza por el camino adecuado.

[EN] In the present study the synthesis of derivatives of lamellar silicates, specifically RUB-15, which are functionalized with the aim of providing the structure with different characteristics that it did not previously have and to widen the range of applications. This process is carried out in three ways, which will be briefly described below. The first process consists of obtaining RUB-15 with the corresponding structure directing agent (SDA), which has the function of balancing the load of the sheets. Then, by means of swelling agents, the size of the cavities is modified to allow access to the interior of certain molecules. Once the channels are wide enough, the OH groups of the films are replaced by chains containing thiols and amines in order to generate a certain acid/base character to the structure. Finally, the SDA and the swelling molecules are eliminated in order to carry out the application in the corresponding reaction. Another route is the direct production, where the synthesized film has a sufficiently large cavity size to directly introduce the chains with the functional groups of interest. Finally, the third process presents a certain difference, which consists of the functionalization of the films themselves in order to obtain RUB-15. For this purpose, compounds containing the heteroatoms of interest are used in the starting synthesis of the films and, subsequently, the same process followed in the first procedure is carried out. In this way, bifunctional structures are obtained, i.e., the character presented by the film itself and the one that has been endowed to the cavity. Some of the atoms that can be introduced are aluminum, titanium or niobium. Once these types of films have been obtained, it is proposed to generate known zeolites based on this type of X-RUB-15 structures. The structures obtained are characterized with the corresponding techniques so that they can be identified and, at the same time, guarantee that progress is being made in the right direction.