El químico de RUDN ha creado muchoscatalizadores de vanadio de una sola vez en un marco de carbono

Los complejos con metal de vanadio se utilizan en la industria química como catalizadores, por ejemplo, para la producción de ácido sulfúrico o adípico. Los catalizadores de vanadio dan un buen rendimiento del producto final cuando se calientan,pero después de la reacción no se pueden separar de otros reactivos,por lo que el catalizador no se puede reutilizar.El químico deRUDN junto con colegas de Portugal recibió dos catalizadores de vanadio y los fijó en nanoalimentacionesde carbono. Esto aumentó la eficiencia de los catalizadores y dio la capacidad de reutilizarlos casi sin pérdida de calidad. Además, los nuevos catalizadores permiten que la reacción se lleve a cabo en condiciones más «verdes», utilizando radiación de microondas en lugar del calentamiento habitual.

«Englerodnye material como marco da a los catalizadores ventajas adicionales, gracias a sus texturas e y composición química en la superficie, que pueden ser “personalizadas” para una aplicación específica», — Armando Pombeiro, profesor de la Universidad RUDN.

Los químicos obtuvieron dos complejos con óxido de vanadio y dióxido de arilhidrazona.Su estructura se investigó mediante análisis elemental, espectroscopia de Fourier,resonancia magnética venotaria yespectrometría. Las propiedades catalíticas de los compuestos se evaluaron en la reacción de oxidación del ciclohesano.Luego, los químicos de RUDN fijaron complejos de vanadio en marcos de carbono de carbón activado y nanotubos de carbono y volvieron a investigar la actividad catalítica. La reacción se llevó a cabo en condiciones suaves en una solución de acetonitrilo, ya que un oxidante utilizó una solución al 70% deutilhidroperóxido de terc-b.Se utilizó radiación de microondas para calentarlos reactivos, por primera vez para este tipo de reacción. La salida de la reacción fue una mezcla de ciclohesanol y ciclohegsanona, productos intermedios para la producción de ácido adípico.

La eficiencia de los catalizadores fijados en carbono fue 1,5-2 veces mayor que la de «libre». En este caso, los catalizadores con un marco de carbono se pueden usar varias veces. Para separar el catalizador de otras sustancias, la mezcla de reacción es suficiente para filtrar, enjuagar y secar. Después de eso, el catalizador está listo para su uso nuevamente. Después de cuatro ciclos de reacción, la eficiencia disminuyó solo en un 30%.

«La inmovilización de complejos con óxido y dióxido de vanadio aumentó la eficiencia de los catalizadores y permitió reutilizarlos durante cuatro ciclos consecutivos, aunque con cierta pérdida de actividad. Esto no fue posible para los complejos homogéneos de vanadio. Esperamos que este trabajo abra muchas aplicaciones para nuevos complejos inmovilizados de vanadio y otros metales para la oxidación de varios alcanos (excepto el ciclohexano) y otras reacciones catalíticas utilizando irradiación por microondas» — Armando Pombeiro, profesor de la Universidad RUDN.

Los resultados se publican en Nanomaterials.