Diseño y síntesis de materiales con propiedades catalíticas en reacciones heterogéneas de Flash Vacuum Pyrolysis : aplicación al estudio de 1,2,3-benzotriazoles
Date
2014Author
Lener, Germán
Advisor
Carbonio, Raúl Ernesto
Moyano, Elizabeth Laura
Metadata
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Este trabajo de tesis doctoral estuvo dedicado a la síntesis y caracterización de
sólidos cristalinos inorgánicos de diferentes familias estructurales, particularmente
aquellos con fórmula AB04 (scheelitas, fergusonitas, wolframitas, etc.) como posibles
catalizadores en reacciones de catalytic flash vacuum pyrolysis (cfvp) aplicados a la
obtención de heterociclos nitrogenados de interés.
Se realizó el estudio sistemático y comparativo del perfil de conversión y
selectividad para la producción de dibenzoazepinonas y azocinonas a partir de 1,2,3-
benzotriazoles en función de la temperatura de reacción, la naturaleza química del
catalizador, la morfología de partícula y forma de disposición del catalizador en el reactor.
Se desarrolló un nuevo sistema heterogéneo de cfvp depositando de manera
controlada partículas del catalizador sobre un soporte inerte (fibra de cerámica), lo cual
aumentó significativamente las propiedades catalíticas del sistema (conversión y
selectividad).
El perfil de conversión y selectividad del sustrato dependen fuertemente de la
naturaleza química de los cationes que ocupan los sitios cristalográficos del catalizador, de
la morfología y tamaño de partícula como así también de la forma de disposición del
catalizador en el reactor.
Por otra parte, se determinó la energética de adsorción en la interfase gas-solido
por medio de cálculos de optimización de energía por gradientes conjugados (GC) y de
estructura electrónica en marco de la Teoría del Funcional de la Densidad electrónica
(DFT), obteniéndose geometrías de adsorción favorables. Se encontraron los posibles
caminos de reacción y las energías de activación utilizando el método de la banda elástica
(NEB). Se encontró que los 1,2,3-benzotriazoles se adsorben preferentemente sobre el
sitio de tipo A (A= ión de metal alcalino-térreo o Bi3 ).
Tanto los experimentos como las simulaciones permitieron conocer más
profundamente los principales procesos que ocurren en la conversión del sustrato y cuál
es el rol del catalizador en la reacción. Esto permitiría diseñar y sintetizar catalizadores
específicos para obtener heterociclos de interés en química orgánica.
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