Nanocatálisis

El término nanocatálisis se refiere a la aplicación de nanomateriales como catalizadores, esta rama ha experimentado un renovado interés en los últimos años en la comunidad científica mundial a pesar de que esta demostrado su existencia y aplicación desde hace siglos por los seres humanos, este renacer viene dado por las interesantes propiedades que presentan estos materiales como es su alta área superficial, el alto potencial superficial, conductividad eléctrica y su resistencia mecánica.

Las aplicaciones de los nanocatalizadores se orientan tanto a la catálisis homogénea como a la heterogénea, en esta última se aprovechan varias propiedades como la mayor área superficial y por tanto mayor cantidad de sitios activos, además un mayor potencial superficial lo que puede conducir a sitios más activos en comparación a catalizadores convencionales.

Varios factores contribuyeron a que esta rama de la catálisis no se desarrollara tan elaboradamente en décadas pasadas, como por ejemplo las condiciones de alta energía necesarias para la síntesis de nanomateriales, como en técnica de vapores condensados, a parte, no se contaba con el control sobre parámetros como la morfología y la distribución de tamaño de partícula, por lo que los resultados en las reacciones catalíticas no fueron mejor que los obtenidos con catalizadores másicos ordinarios.

En este contexto algunas propiedades fisicoquímicas únicas de los nanomateriales pueden pasar desapercibidas, no es hasta las dos últimas décadas donde paralelamente al desarrollo de avanzadas técnicas de síntesis de materiales y técnicas de caracterización físico-químicas, que se obtiene una más clara relación entre reactividad-tamaño-morfología de las partículas.

La ingeniería de los materiales brinda la tecnología necesaria para ejercer el control requerido sobre el tamaño y la morfología de los nanocatalizadores para aprovechar sus propiedades únicas, estableciéndose diversos métodos de síntesis los cuales están directamente relacionados con las peculiaridades de estos materiales.

El desarrollo de nuevos métodos de síntesis basados en la química organometálica y coloidal, los cuales se llevan a cabo en condiciones relativamente suaves y con resultados exitosos en el sentido de una distribución de tamaño de partícula metálica muy estrecha y un tamaño menor a 100 nm, ha permitido estudiar la relación del tamaño con las características catalíticas en algunas reacciones.

Del método de síntesis de las nanopartículas metálicas dependen en gran medida la actividad catalítica, selectividad y desactivación, este hecho lo reseñan Burda y col. y J. Bradley y col. Nanopartículas de Pt obtenidas por varias rutas de síntesis presentan actividades y selectividades elevadas, características altamente deseadas en catalizadores heterogéneos y por tanto son unos de los objetivos principales en el diseño de nuevos catalizadores. La relación directa de átomos de catalizador expuestos al sustrato, es decir la mayor área metálica, está relacionada a esta evidencia experimental.

La notable la cantidad de átomos disponibles como sitios activos en la superficie de las partículas de tamaño reducido, lo que generara catalizadores altamente activos, ya que la actividad química es proporcional al número de especies activas accesibles al sustrato.

Las partículas de metales de transición son catalizadores activos en varias reacciones de interés en la industria química y petroquímica, como por ejemplo en la isomerización, hidroisomerización, hidrocraqueo y oxidaciones-reducciones. Regularmente estos catalizadores son del tipo soportados, es decir que la fase metálica se encuentra altamente dispersa en un material inorgánico, que le proporcione una propiedad adicional

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