Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem:
http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/994| Catalizadores de Pd-Au soportados en óxidos inorgánicos para la oxidación selectiva en química fina Pd-Au catalysts supported on inorganic oxides for the selective oxidation in fine chemistry | |
| Miguel Angel Estrada Arreola | |
| Andrey Simakov | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Oxidación,Catalizadores de Au-Pd,Química fina,Nanopartículas,Arabinosa,Hidroximatairesinol,Alcohol bencílico,Oxidation,Au-Pd catalysts,Fine chemistry,Nanoparticles,Arabinose,Benzyl alcohol,Hydroxymatairesinol | |
| El empleo de los catalizadores heterogéneos de Au en reacciones de química fina se ha incrementado notablemente a partir del descubrimiento de la actividad del Au con tamaños de partícula menores a 5 nm. La oxidación de alcoholes, es una de las reacciones que tiene mayor impacto económico en la industria de la síntesis de químicos orgánicos. En este trabajo se prepararon catalizadores de Au y de Au-Pd empleando como soportes los óxidos de MgO, CeO<sub>2</sub> y Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>. Se estudiaron las propiedades estructurales, electrónicas, químicas y superficiales tanto de los soportes como de los catalizadores. La composición química elemental de las muestras preparadas se determinó por la técnica de plasma inductivamente acoplado (ICP). El área superficial y el tamaño de poro se evaluaron por adsorción de nitrógeno empleando la teoría de BrunauerEmmett-Teller (BET). La dinámica de formación de las nanopartículas de Au se monitoreo con la espectroscopía de ultravioleta-visible (UV-Vis). Se determinó el tamaño promedio de las partículas por microscopía electrónica de transmisión (TEM). El estado de químico de las especies de Au y Pd fue explorado por la espectroscopía de fotoemisión por rayos X (XPS) mientras, que la espectrometría de absorción de rayos-x (XAS) permitió estudiar la estructura de las nanopartículas formadas. La acidez de la superficie así como, la afinidad de la superficie para adsorber los reactivos y los productos fueron estimadas por la espectroscopia de infrarrojo usando transformadas de Fourier (FTIR). Los catalizadores obtenidos fueron probados en las siguientes reacciones: i) oxidación de arabinosa para formar el ácido arabinonico, ii) la oxidación de hidroximatairesinol a oxomatairesinol, y iii) la esterificación oxidativa del alcohol bencílico para formar el benzoato de metilo en solución de metanol. La eficiencia de los catalizadores de Au depende de la naturaleza, el tamaño y la afinidad del soporte para estabilizar los reactivos y productos intermedios. Se encontró un efecto sinérgico entre el Au y el Pd para la oxidación de arabinosa. En las reacciones de oxidación de hidroximatairesinol y la esterificación del alcohol bencílico el factor determinante es la habilidad de la superficie para estabilizar y activar los componentes de la reacción. In the last decade, with the discovering in 1987 of the catalytic activity of Au particles with size less than 5 nm, the use of heterogeneous gold catalysts has greatly increased for different reactions of fine chemistry. The oxidation of alcohols is one of the reactions that have a great economic impact in the industrial organic chemical synthesis, due to the wide application of the carbonyl compounds can be obtained. In the present work gold and gold-palladium catalysts were prepared using Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, CeO<sub>2</sub>, MgO and Mg(OH)<sub>2</sub> as supports. Deposition-precipitation technique was applied for gold deposition while palladium was supported by chemical adsorption. Different techniques were used to study structural, electronic, chemical and surface properties of supports and catalysts. The chemical composition of prepared samples was determined by inductively coupled plasma (ICP). Surface area and pores were evaluated by nitrogen adsorption using the Brunauer-Emmett-Teller theory (BET). The formation of the gold nanoparticles was monitored with Ultra violet-visible spectroscopy (UV-Vis) in situ with simultaneous analysis of gas phase with mass-spectrometry. The transmission electron microscopy (TEM) was applied to estimate the average size of formed gold particles. The chemical state of gold and palladium species was explored by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) while X-ray absorption spectroscopy (XAS) permitted to evaluate the detailed structure of formed nanoparticles. Acidity of the catalyst surface as well as catalyst affinity to adsorption of reagents and products was estimated by Infrared spectroscopy using Fourier Transformation (FTIR). Obtained catalysts were tested in the following reactions: i) oxidation of arabinose to arabinonic acid, ii) oxidation of hydroxymatairesinol into oxomatairesinol, and iii) oxidative esterification of benzyl alcohol to methyl benzoate ester in methanol solution. The catalytic efficiency of gold nanoparticles depends on their nature and size and the affinity of the support to stabilize key reaction components as well. A synergetic effect between Pd and Au was found for the oxidation of arabinose while ability of the catalyst surface to stabilize and activate reaction components is determinative factor in the oxidation of hidroximatairesinol and esterification of benzyl alcohol. | |
| CICESE | |
| 2014 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Estrada Arreola, M.A.2014.Catalizadores de Pd-Au soportados en óxidos inorgánicos para la oxidación selectiva en química fina.Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.113 pp. | |
| OTRAS ESPECIALIDADES FÍSICAS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Física de Materiales |
Cargar archivos:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| 235101.pdf | Versión completa de la tesis | 5.01 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |