Estudio de la reactividad en fase gaseosa de especies catiónicas de Bario con alcoholes simples en condiciones de termalización a temperatura ambiente

• Autores: Olmedo, Walter Emmanuel
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Rossa, Maximiliano; Martin , Sandra Elizabeth; Oksdath-Mansilla , Gabriela; Pino, Gustavo Ariel; Tucceri, Maria Eugenia
• Materia: Catálisis homogénea; Reactividad química; Metales; Cromatografía de gases; Gases; Nanocompuestos; Nanotecnología; Alcoholes; Bario; Microreactores; Cationes; Óxidos metálicos
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Tesis (Doctor en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2025
Fil.: Olmedo, Walter Emmanuel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.
La investigación en fase gaseosa de especies metálicas subnanométricas ha contribuido a profundizar la comprensión de procesos de relevancia en catálisis heterogénea, ya que pueden ser concebidos como modelos de sitios activos de catalizadores a escala macroscópica. Además, estos sistemas reactivos son relativamente pequeños, tornado factible su investigación teórica mediante métodos ab initio, cuyos resultados pueden ser comparados de manera directa con los de estudios experimentales para así derivar una imagen mecanística completa de diversas reacciones. En este trabajo de tesis se llevó a cabo el desarrollo y optimización del reactor de flujo rápido representó un hito metodológico de esta tesis, que acoplada a una fuente de Smalley y un espectrómetro de masas, permitiendo la generación de especies metálicas de bario y estudio de la reactividad de estas especies con alcoholes sencillos en condición de termalización a temperatura ambiente. Esta configuración experimental garantiza un adecuado control sobre la energía interna de los reactivos, así como sobre la temperatura y número de colisiones dentro del RFR. Se demostró que estas especies se encuentran mayormente en su estado electrónico fundamental, con bajos niveles de energía vibracional y rotacional, condiciones necesarias para la interpretación mecanística de los procesos reactivos observados. Se estudió la reactividad química de diversas especies catiónicas de bario: Ba˙⁺, Ba(OH)⁺, Ba(H₂O)˙⁺, BaO₂˙⁺ y OBaO˙⁺. Estas especies fueron seleccionadas por su potencial para modelar los sitios activos en superficies de catalizadores heterogéneos básicos basados en óxidos de bario. Se observó que todas las especies reaccionan con los alcoholes formando, en primera instancia, complejos de asociación estables. En muchos casos, dichos complejos evolucionan hacia productos de pérdida de hidrógeno atómico (H˙), radicales metilo o etilo, según la especie metálica y el alcohol implicado. El estudio experimental se complementó con cálculos de teoría del funcional de la densidad (DFT), lo que permitió explorar a escala molecular los aspectos mecanísticos de estas reacciones. En conjunto, los resultados experimentales y teóricos permiten concluir que las especies catiónicas de bario estudiadas pueden funcionar como modelos moleculares de sitios activos en superficies de óxidos metálicos básicos, ofreciendo un enfoque complementario al estudio de procesos catalíticos tradicionales. Esta investigación contribuye a la comprensión fundamental de los mecanismos de activación de enlaces en presencia de catalizadores alcalinotérreos, con implicancias en la optimización de procesos industriales como la producción de hidrógeno a partir de alcoholes, la transesterificación para biocombustibles, y la síntesis de compuestos de valor agregado.
2027-11-30
Fil.: Olmedo, Walter Emmanuel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.