Diseño, caracterización y comparación de dos biocatalizadores obtenidos a partir de esporopolenina

Abstract

El objetivo de este trabajo fue diseñar, caracterizar y comparar dos tipos de biocatalizadores de platino utilizando como soporte el biopolímero esporopolenina funcionalizada y sin funcionalizar. El procedimiento de obtención del soporte funcionalizado consistió en (1) extracción de microcápsulas de esporopolenina a partir de esporas del helecho lycopodium, (2) funcionalización con grupos amino de las microcápsulas y (3) modificación a base de Schiff de los compuestos amino funcionalizados. Posteriormente, la conformación del soporte no funcionalizado consistió en la extracción de microcápsulas de esporopolenina. La segunda etapa del trabajo radicó en conformar biocatalizadores mediante la técnica de impregnación líquida con la sal de PdCl2 en los soportes de esporopolenina funcionalizada y no funcionalizada. La caracterización de los biocatalizadores consistió en la determinación de la composición elemental de los dos biocatalizadores soportados en las micropartículas de esporopolenina funcionalizadas y no funcionalizadas, mediante la técnica de dispersión de energía de rayos X (EDS), en ambos biocatalizadores el paladio (Pd) fue un elemento predominante con un 27.17% y 15.43%, respectivamente. Con la diferencia de que el funcionalizado presentó un porcentaje de silicio (Si) del 8.95%. Se caracterizó la estructura externa de los biocatalizadores por microscopía electrónica de barrido y espectroscopía fotoelectrónica de rayos X. Las micrografías evidenciaron sólidos porosos con uniformidad en la distribución del tamaño de sus poros, mientras que los espectros de rayos X confirmaron que los catalizadores son sólidos amorfos y que al ser impregnados con el metal paladio presentan estructuras cristalográficas propias del metal. Mediante la técnica FTIR, se evidenció que el biocatalizador soportado en la esporopolenina funcionalizada presentó bandas pertenecientes a enlaces CH2-O-Si, N-H, C-Cl y enlaces de grupos coordinados de iones paladio a grupos imina y que el biocatalizador sin funcionalizar disminuyó su banda perteneciente a grupos –OH. También se llevó a cabo la determinación de las áreas superficiales en un sistema automatizado de 9 absorción de gases con el que se obtuvieron áreas de 9.009m2/g y 1.794 m2/g, respectivamente. La estabilidad térmica se determinó con termogravimetría en la cual resultó que el catalizador sin funcionalizar fue estable a 300ºC y el biocatalizador funcionalizado hasta 340ºC. Los resultados anteriores infieren que el biocatalizador conformado con el soporte funcionalizado ofrece propiedades fisicoquímicas y térmicas tales que permitirían ser utilizado para llevar a cabo reacciones específicas de sustitución en un rango de temperaturas de hasta 300ºC.