Desarrollo de tamices moleculares mesoporosos para su aplicación en la síntesis de e-Caprolactama

Abstract

Este trabajo de tesis fue orientado al desarrollo de catalizadores me-soporosos del tipo MCM-41 modificados con aluminio y boro como potencia-les catalizadores para la obtención de E-Caprolactama (precursor del Nylon 6) en la reacción de reordenamiento de Beckmann en fase vapor a partir de ciclohexanona oxima. El polímero Nylon 6 es el material de partida para una gran variedad de fibras sintéticas y plásticos. La ruta de síntesis clásica para la producción de Caprolactama utiliza la ciclohexanona oxima empleando ácido sulfúrico como catalizador. Este proceso resulta ecológica y económi-camente cuestionable, debido al uso de un ácido concentrado altamente corrosivo y contaminante. Con el fin de contribuir al estudio de un proceso más eficiente y ambientalmente compatible, se llevó a cabo la reacción de reordenamiento en fase vapor en presencia de catalizadores mesoestructu-rados. Para ello se sintetizaron y caracterizaron tamices moleculares del tipo MCM-41 modificados con heteroátomos, tanto por vía convencional como a través de un proceso que implica la formación de precursores zeolíticos en el gel inicial. Se estudió especialmente la influencia de las distintas variables de síntesis (tiempo de agitación, tiempo de tratamiento hidrotérmico y con-centración del heteroátomo en el gel de síntesis así como tiempo de trata-miento hidrotérmico de la solución precursora, envejecimiento a temperatura ambiente o tratamiento hidrotérmico del gel final en el caso de sólidos sinte-tizados a partir de precursores zeolíticos) sobre la génesis de formación de los sitios activos en el material y la naturaleza de su fuerza ácida en relación a las propiedades catalíticas. Por otra parte se estudiaron las diferentes va-riables de reacción tales como temperatura, tiempo de contacto y tipo de solvente para encontrar las condiciones óptimas que maximizan el rendimiento a E-Caprolactama, analizándose también la estabilidad y reusabilidad del catalizador. De esta manera fue posible contribuir al avance del conoci-miento científico y al desarrollo de una vía alternativa para lograr la produc-ción selectiva de E-Caprolactama a través del empleo de sólidos mesoporo-sos eficientes y bajo condiciones moderadas de reacción.