•  I
• a · A  I
• Accessibilitat  I
• Mapa web  I
• Cercar  I
• Directori

• ::  Sign in :: 

Un equip d'investigadors de l'Institut de Tecnologia Química (ITQ), centre mixt de la Universitat Politècnica de València (UPV) i el Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC), ha desenvolupat una tècnica que, mitjançant l'ús de molècules directores, modula l'estructura de la zeolita durant la síntesi per a aconseguir capacitats catalítiques preestablides.

Aquest treball, que podria tenir múltiples aplicacions industrials d'impacte, s'ha publicat en la revista Science.

Les zeolites, claus per a desenvolupar diferents reaccions

Les zeolites són materials cristal·lins amb una estructura de petits porus regulars que permeten l'entrada de molècules a l'interior i que, en funció de la composició química i la topologia, possibiliten el desenvolupament de diverses reaccions químiques.

Com explica Avel·lí Corma, responsable del projecte i Premi Príncep d'Astúries de Recerca Científica i Tècnica 2014, "l'estructura hi actua com un tamís, deixant passar sols les molècules que són més xicotetes que els porus. Per aquest motiu, les zeolites s'utilitzen habitualment en molts processos catalítics i tenen un gran impacte en indústries com ara la petroquímica, la química fina o la separació de gasos."

Complex procés de síntesi

El procés de síntesi de les zeolites és molt complex. Encara que es coneixen tècniques que ajuden a guiar la síntesi de la zeolita i la reactivitat d'aquesta, prevalen els enfocaments d'assaig i error. Així mateix, també resulta ardu el procés de desentranyar l'aplicabilitat d'una zeolita, ja que provar totes les conegudes per a una reacció particular requereix fer molta faena.

"Pensem que, si aconseguírem desenvolupar un mètode que ens permetera dissenyar i sintetitzar una zeolita que servira de catalitzador per a una reacció química preestablida, faríem un avanç important en aquest camp", afirma Corma.

Una tècnica basada en l'ús de molècules orgàniques

Un bon catalitzador ha de ser capaç de reduir al mínim l'energia alliberada durant l'estat de transició d'una reacció química, que és el punt de màxima energia i en el qual es produeix la formació dels productes.

Per a aconseguir el seu objectiu, els científics de l'ITQ han emprat una tècnica que es basa en l'ús de molècules orgàniques, similars en la forma i la càrrega a les de l'estat de transició de la reacció catalítica preestablida que es vol aconseguir, i que exerceixen un efecte director en l'estructura de la zeolita durant el procés de síntesi.

Una síntesi selectiva

Mitjançant aquesta tècnica, els investigadors han sintetitzat dues zeolites, ITQ-27 i ITQ-64, les han comparades amb altres zeolites conegudes i hi han dut a terme reaccions d'interès industrial com ara la desproporció del toluè o la isomerització d'etilbenzè a xilè.

El toluè és un hidrocarbur aromàtic que serveix de matèria primera per a l'elaboració de poliuretà, medicaments, colorants, perfums i detergents, entre altres usos. El xilè, d'altra banda, s'empra per exemple com a dissolvent, diluent per a pintures, additiu d'alt índex d'octà per a combustibles aeronàutics, o matèria primera per a la preparació de polímers del tipus tereftalats (un tipus de plàstic molt usat en envasos de begudes i tèxtils), i també en productes farmacèutics.

"El mètode de disseny que hem desenvolupat permetrà sintetitzar zeolites selectivament, amb millors capacitats catalítiques en diferents processos químics i petroquímics que altres catalitzadors zeolítics comercials", conclou Corma.

Resultats coincidents amb els objectius de SynCatMatch

Aquest treball, que obri un nou camí en el disseny de catalitzadors zeolítics més selectius i sensibles, coincideix en els resultats amb els objectius de SynCatMatch (MATching zeolite SYNthesis with CATalytic activity), el projecte pel qual Avel·lí Corma va obtenir un ERC Advanced Grant al juny del 2015.

Els Advanced Grants del Consell Europeu de Recerca (ERC per les sigles en anglès) es concedeixen a investigadors amb més de 10 anys d'experiència que desenvolupen projectes a la frontera del coneixement. El finançament corresponent pot arribar fins als 3,5 milions d'euros per a un període de 5 anys.

Notícias UPV TV
Descarrega arxiu