Descubren una técnica que genera átomos de platino estables sobre un soporte sólido
El hallazgo podría tener aplicaciones industriales para acelerar reacciones químicas en el sector petroquímico
Una nueva técnica permite generar átomos y cúmulos de platino estables encapsulados en una zeolita (un cristal con poros regulares), según ha descubierto un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología Química, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València. Esta investigación, publicada en Nature Materials, podría tener múltiples aplicaciones industriales en el sector de la petroquímica, la química fina y la separación de gases.
“La aplicación de átomos metálicos y sus agrupaciones, llamadas clústeres, resulta muy útil para el campo de la catálisis, que es un proceso que permite aumentar la velocidad de las reacciones químicas. Sin embargo, es muy difícil generar átomos y clústeres estables en un soporte sólido”, explica el director del trabajo, Avelino Corma, investigador del CSIC en el Instituto de Tecnología Química, en Valencia.
Las zeolitas son materiales cristalinos con una estructura de pequeños poros regulares que permiten la entrada de moléculas en su interior. En función de la composición química y la topología de estos poros estructurales, se pueden desarrollar distintas reacciones químicas. “La estructura actúa como un tamiz, dejando pasar sólo aquellas moléculas que sean más pequeñas que los poros; por este motivo las zeolitas se utilizan habitualmente en muchos procesos catalíticos y tienen un gran impacto en industrias como la petroquímica, la química fina o la separación de gases”, añade el investigador.
Corma explica que “las propiedades catalíticas de los átomos y clústeres metálicos son muy apreciadas en el campo de la catálisis debido a que son diferentes de las propiedades que presentan las nanopartículas y partículas de mayor tamaño”.
Los investigadores del Instituto de Tecnología Química han conseguido obtener átomos y clústeres de platino a escala subnanométrica encapsulados en una zeolita con una alta estabilidad ante las altas temperaturas, lo que los hace idóneos para ser empleados en procesos catalíticos.
“Buscábamos un método sencillo que nos permitiera incorporar átomos y clústeres metálicos en zeolitas con alta estabilidad a temperaturas en torno a los 540 ºC. Y lo que hicimos fue emplear un precursor de zeolita en dos dimensiones, llamado MWW, al que añadimos nanopartículas de platino para que, durante el proceso mediante el cual se transforma en una zeolita de tres dimensiones, llamada MCM-22, atrapara en sus cavidades átomos y clústeres de platino”, concluye Corma.
“La observación directa, a nivel atómico, de estas estructuras híbridas de zeolitas con átomos y clústeres de platino se ha realizado empleando los microscopios electrónicos de transmisión de última generación disponibles en la Infraestructura Científica y Técnica Singular ELECMI”, añade Raúl Arenal, investigador de la Agencia Aragonesa para la Investigación y el Desarrollo en el Instituto de Nanociencia de Aragón de la Universidad de Zaragoza.
Los resultados de este trabajo, en el que también ha participado la European Synchrotron Radiation Facility de Francia, podrían aplicarse para generar zeolitas más eficientes, que son ampliamente utilizadas por todo tipo de industrias, como la petroquímica, la de los detergentes, o el sector de los materiales absorbentes.
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