Resumen
En la búsqueda de catalizadores sostenibles, existe un interés continuado en desarrollar catalizadores metállicos que presenten una mayor actividad o incluso catalizadores alternativos que no se basen en el empleo de metales. El presente proyecto coordinado consta de dos subproyectos que tienen por objeto la aplicación de grafenos y materiales relacionados en catálisis, bien como soporte de centros activos o como catalizadores sin metal. El grafeno es una lámina de un átomo de espesor constituida por átomos de carbono sp2 con ordenamineto hexagonal que puede ofrecer oportunidades únicas en la catálisis, ya que representan el límite físico de una superficie sobre la que centros activos pueden estar depositados o incluso incorporados en la propia lámina. Entre las ventajas obvias de los grafenos en catálisis las más importantes son la gran superficie especifica de muestras de grafeno completamente exfoliadas, su elevada
capacidad de dispersión en medios líquidos, sin dejar de ser posible su recuperación y reutilización y la fuerte interacción que puede establecerse entre los centros soportados y sustratos ó reactivos. El proyecto coordinado tiene tres tares principales destinadas a explorar el potencial del grafeno como carbocatalizadores sin metal (WP1) o como soporte de nanopartículas metálicas orientadas (WP2) o de complejos organometálicos (WP3). Como catalizadores libres de metal, los datos preliminares obtenidos por los equipos de trabajo han demostrado que grafenos dopados pueden exhibir actividad catalítica para la hidrogenación de enlaces múltiples C-C y para ciertas reacciones de oxidación. En consecuencia, la tarea WP1 está dirigida a evaluar la actividad del grafeno como catalizadores libres de metal para reacciones de reducción y oxidación donde el conocimiento actual asume que son exclusivamente catalizadas por metales de
transición. Cuando el grafeno se utiliza como soporte, un resultado de los equipos participantes todavía no publicado ha demostrado que ciertas nanopartículas metálicas pueden formarse simultáneamente a las láminas de grafeno con un taamaño de partícula pequeño y presentando una orientación de los planos cristalográficos expuestos preferente. En este contexto, la tarea WP2 está dirigida a determinar cuales pueden ser los beneficios de la orientación en cuanto a la mejora de la actividad catalítica de las nanopartículas metálicas para diversas reacciones de acoplamiento cruzado y oxidación. La tarea WP3 consiste en la sintesis de complejos organometálicos para ser soportados en grafenos y su uso como catalizadore recuperable y reutilizable.
