Metales Soportados para Síntesis de Nitronas y Adsorción de Etileno en corrientes de Aire

Abstract

The main objective of this project is the study of heterogeneous metallic catalysts for the production of fine chemicals and elimination of ultra low concentration of ethylene with horticultural applications. Development of new active and selective catalysts in industrial processes has been possible due to a simultaneous application of rational design catalysts and characterization techniques of materials. With this purpose, heterogeneous metallic catalysts with properties to reduce selectively nitro groups when other sensitive functions are present have been developed. Monometallic and bimetallic Pt and Au catalysts were estudied in reductive coupling reactions with nitrocompunds, aldehydes and H2 which have allowed to evaluate variables as support effect, solvent, metal promoter and intensity of heat treatment on their catalytic behavior.The proposed procedure offers an efficient and sustainable alternative for the production of nitronas, imines or secondary amines through a metal heterogeneous catalysts that does not require the use of soluble, often toxic, additives. On the other hand, it has been shown that silver supported on zeolite is able to adsorb high amounts of ethylene in ultra low concentrations in air (10 ppm). Taking this into account, the influence of concentration of active species according with framework used was investigated. The influence of molecules, such as H2O or CO2, in competition for the active sites on the adsorption of ethylene was studied in order to optimize their behavior in processes of adsorption of trace amounts of ethylene with horticultural applications.

La presente tesis doctoral tiene como principal objetivo el estudio de catalizadores metálicos heterogéneos para la obtención de productos de química fina y la eliminación de trazas de etileno por adsorción con aplicaciones hortícolas. Gracias a la aplicación simultánea de técnicas de diseño racional de los catalizadores y a técnicas de caracterización fundamental de los materiales, ha sido posible el desarrollo de nuevos catalizadores activos y selectivos en procesos de interés industrial. Con este fin, se han desarrollado catalizadores metálicos heterogéneos con propiedades exclusivas para hidrogenar quimioselectivamente grupos nitro en presencia de otros grupos funcionales reducibles. El estudio de catalizadores monometálicos y bimetálicos de Pt, Au soportados para reacciones de acoplamiento reductivo de nitrocompuestos, aldehídos e H2 ha permitido evaluar la influencia de las principales variables de síntesis de los materiales sobre su comportamiento catalítico, incluyendo el efecto del tipo de soporte utilizado, el disolvente empleado, la introducción de diferentes promotores metálicos y la intensidad del tratamiento térmico realizado. El procedimiento propuesto ofrece una alternativa eficiente y sostenible para la producción industrial de nitronas, iminas y/o aminas secundarias mediante el uso de catalizadores metálicos heterogéneos que no requieren el uso de aditivos tóxicos. Por otra parte, se ha mostrado que plata soportada sobre zeolitas es capaz de adsorber elevadas cantidades de etileno en concentraciones de 10 ppm en aire. Así, se ha estudiado la influencia de la estructura zeolítica empleada en la concentración de especies activas para la adsorción de etileno, en adsorbentes Ag-zeolita. Con el fin de optimizar su comportamiento en procesos de adsorción de trazas de etileno con aplicaciones horticulturales se ha estudiado la influencia de moléculas, como H2O y/o CO2, en la competencia por los sitios activos en la adsorción de etileno.

Aquesta tesi doctoral té com a principal objectiu l'estudi de catalitzadors metà l¿lics heterogenis per a l'obtenció de productes de química fina i l'eliminació de traces d'etilÿ per adsorció amb aplicacions hortícoles. Grà cies a l'aplicació simultà nia de tÿcniques de disseny racional dels catalitzadors i a tÿcniques de caracterització fonamental dels materials, ha sigut possible el desenvolupament de nous catalitzadors actius i selectius en processos d'interÿs industrial. S'hi han desenvolupat catalitzadors metà l¿lics heterogenis amb propietats exclusives per a hidrogenar quimioselectivament grups nitro- en presÿncia d'altres grups funcionals reduïbles. L'estudi de catalitzadors monometà l¿lics i bimetà l¿lics de Pt, Au, suportats per a reaccions d'acoblament reductiu de nitrocompostos, aldehids i H2, ha permÿs avaluar la influÿncia de les principals variables de síntesi dels materials sobre el seu comportament catalític, inclòs l'efecte del tipus de suport utilitzat, el dissolvent emprat, la introducció de diferents promotors metà l¿lics i la intensitat del tractament tÿrmic. El procediment proposat ofereix una alternativa eficient i sostenible per a la producció industrial de nitrones, imines i/o amines secundà ries mitjançant l'ús de catalitzadors metà l¿lics heterogenis amb propietats exclusives per a hidrogenar quimioselectivament grups nitro- en presÿncia d'altres grups funcionals reduïbles. D'altra banda, s'hi ha mostrat que la plata sobre zeolites és capaç d'adsorbir elevades quantitats d'etilÿ en concentracions de 10 ppm en aire. Així, s'ha estudiat la influÿncia de l'estructura zeolítica emprada en la concentració d'espÿcies actives per a l'adsorció d'etilÿ, en adsorbents Ag-zeolita. Amb l'objectiu d'optimitzar-ne el comportament en processos d'adsorció de traces d'etilÿ amb aplicacions horticulturals, s'ha estudiat la influÿncia de molÿcules, com ara H2O i/o CO2, en la competÿncia pels llocs actius en l'adsorció d'etilÿ.