Proyectos
FOTO-EPOXIDACIÓN DE ACEITES VEGETALES POR CATALIZADORES SÓLIDOS DE DIOXO-Mo BAJO CONDICIONES DE QUÍMICA VERDE
Resumen
Uno de los mayores desafíos en la ingeniería de materiales y la química verde es el diseño y preparación de sistemas catalíticos ambientalmente amigables, que permitan el desarrollo de procesos limpios, que trabajen a presión atmosférica, temperatura ambiente, y que sean altamente eficientes, estero- y enantioselectivos[1, 2]. Los catalizadores sólidos formados por metales activos heterogeneizados en sólidos fotoactivos constituyen un interesante campo de investigación. Campo enmarcado dentro de la búsqueda de materiales que permitan la separación fácil del catalizador, su reutilización y que conlleven a la renovación de procesos existentes, en lo posible con catalizadores que trabajen a condiciones ambientales de presión y temperatura, y utilicen fuentes de energía alternativa como la luz solar[2]. En la búsqueda de nuevos materiales híbridos heterogéneos aplicados a procesos de oxidación, recientemente hemos logrado avanzar en la unión covalente de diferentes complejos de dioxo-Molibdeno (MoO2) sobre óxido de titanio comercial P-25 y sobre TiO2 mesoporoso por una ruta original de síntesis[3-5]. Estos materiales han mostrado excelente actividad y estabilidad en la oxidación selectiva de fosfinas, alquilbencenos[6, 7] en la degradación de contaminantes[8, 9], y en la foto-epoxidación de alquenos[10]. Esta combinación metal-ligando/TiO2 ha podido ser reoxidada con oxígeno molecular (O2) como agente oxidante participando de un proceso catalítico verde a temperatura y presión ambientales[6-11]. Pretendiendo avanzar en el desarrollo de sistemas de oxidación y epoxidación de moléculas de interés industrial y tecnológico, y enmarcado dentro del concepto de "química verde", este proyecto busca la obtención de productos oxigenados de interés comercial a partir de aceites vegetales, el cual es un tema de investigación de interés mundial [12, 13]. Actualmente, se requiere encontrar procesos alternativos pero eficientes que sustituyan las agresivas condiciones con las que se realiza la epoxidación de aceites vegetales a nivel industrial[14]. La epoxidación de aceites vegetales es comercialmente importante, ya que los epóxidos producidos a partir de materias primas renovables presentan numerosas aplicaciones, que incluyen la formación de espumas de poliuretano (a través de la apertura del anillo de oxirano para generar polioles)[15-17], obtención de detergentes sintéticos[18, 19], materiales para revestimientos[20, 21] y lubricantes[22, 23], todos asociados a productos de alta demanda comercial. Este proyecto está dirigido a estudiar la actividad fotocatalítica de dos catalizadores sólidos que contienen como centro activo la unidad MoO2 (MoO2Cl2-1,10-fenantrolina-COO/TiO2 y Mo@COMOC-4-MOFs) en reacciones de foto-epoxidación de aceites vegetales bajo condiciones ambientales de presión y temperatura en presencia de O2 molecular. La preparación de estos catalizadores híbridos propuestos requiere la utilización de ligandos estructuralmente adecuados, la modificación apropiada de los grupos superficiales en los soportes, y la utilización de procesos de post-funcionalización en el caso de las estructuras metal-organicas (MOF’s). La estructura del ligando, las variaciones en el tipo de enlace complejo-soporte y la participación de O2 molecular, son aspectos de gran interés científico para el desarrollo de un proceso de epoxidación sostenible a futuro catalizado por centros activos de dioxo-Mo en fase heterogénea bajo condiciones ambientales de presión y temperatura. De esta propuesta se espera obtener: 1- Un sistema catalítico fotoactivo en la epoxidación de aceites vegetales suficientemente estable para ser reutilizado. 2- Avanzar en el diseño de sistemas que por estimulación con luz y uso de O2 como oxidante sean ambientalmente favorables. 3- Nuevos materiales que por su estabilidad y reuso permitan en el futuro la renovación de tecnologías en la obtención de productos de manera eficiente para la protección del medio.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA NACIONAL DE PROYECTOS PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, CREACIÓN E INNOVACIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2016-2018
Modalidad:Modalidad Única
Responsable