Molinos de bolas de oro como catalizadores ecológicos
Un molinillo recubierto de oro es una auténtica maravilla
Menos residuos, condiciones de reacción suaves y sin disolventes nocivos: sólo se necesita una capa muy fina de oro para convertir de forma sostenible alcoholes en aldehídos mediante mecanoquímica.
Lars Borchardt (izquierda) y Maximilian Wohlgemuth esperan hacer mucho más sostenibles los procesos industriales.
© RUB, Marquard
Un recipiente de molienda recubierto de oro para molinos de bolas resultó ser una auténtica maravilla en el trabajo de investigación de Química Inorgánica de la Universidad Ruhr de Bochum (Alemania): Sin disolventes ni productos químicos perjudiciales para el medio ambiente, el equipo dirigido por el profesor Lars Borchardt pudo utilizarlo para convertir alcoholes en aldehídos. La reacción catalítica tiene lugar en la superficie del oro y se acciona mecánicamente. El recipiente puede reutilizarse varias veces. "Esto abre nuevas perspectivas para el uso del oro en catálisis y muestra cómo los materiales tradicionales pueden contribuir a resolver problemas medioambientales modernos de forma innovadora", afirma Borchardt. El equipo informa en la revista Angewandte Chemie del 27 de mayo de 2024.
Los aldehídos son compuestos esenciales en la industria química y se utilizan en la fabricación de medicamentos, vitaminas y fragancias. Por ello, la oxidación selectiva de alcoholes en aldehídos sin reacciones secundarias es de gran importancia. La sobreoxidación se produce a menudo con muchos métodos convencionales, lo que provoca la formación de subproductos no deseados, como ácido carboxílico y ésteres. Los métodos tradicionales de oxidación de alcoholes también suelen requerir el uso de disolventes y productos químicos perjudiciales para el medio ambiente. No sólo producen residuos nocivos, sino que también plantean importantes riesgos para la salud de los usuarios. Además, a menudo se utilizan altas temperaturas y presiones que pueden provocar la rotura de sustratos sensibles a la temperatura.
Recipientes reutilizables
En su lugar, el equipo de Bochum recurre a la mecanoquímica: Los molinos de bolas, que suelen utilizarse para moler materiales, se emplean para llevar a cabo reacciones químicas. El avance crucial radica en el uso de recipientes de molienda recubiertos con una fina capa de oro de apenas unos nanómetros de espesor. "Como descubrimos que la reacción tiene lugar exclusivamente en la superficie del oro, pudimos limitarnos a las cantidades más pequeñas del metal precioso simplemente recubriendo el recipiente de molienda", explica el autor principal, Maximilian Wohlgemuth. "Además, los recipientes pueden reutilizarse en varias reacciones".
La reacción catalítica tiene lugar directamente en el molino de bolas, sin utilizar disolventes nocivos y en condiciones suaves, lo que conserva la integridad de los sustratos y aumenta la eficiencia energética. "Nuestro método produce muchos menos residuos y prescinde de la costosa producción de compuestos moleculares de oro o nanopartículas de oro", resume Wohlgemuth. Esto hace que el proceso no sólo sea más sostenible, sino también más rentable".
Transferible a muchas áreas de la química
La introducción del oro como catalizador en procesos mecanoquímicos tiene potencial para su uso en muchas áreas de la química. "Nuestros resultados podrían allanar el camino para nuevas investigaciones y desarrollos basados en el uso de metales preciosos en procesos respetuosos con el medio ambiente", afirma Lars Borchardt. "La combinación de alta eficiencia, bajo impacto ambiental y rentabilidad hace de nuestro método un enfoque prometedor para el futuro de la química".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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