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Un equipo del Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València (UPV), ha desarrollado un catalizador que permite mejorar la producción de materias primas esenciales para la industria química mediante un proceso más selectivo.
La investigación, publicada en la revista Nature, se centra en la hidroformilación, una reacción industrial que transforma olefinas en aldehídos empleados en la fabricación de plásticos, detergentes, perfumes y productos farmacéuticos.
La novedad reside en la forma en que se estabilizan las especies activas de rodio, el metal responsable de catalizar la reacción. Los investigadores las confinan en los canales de una zeolita de tipo MFI, una estructura porosa que permite controlar el entorno químico de los centros activos. En las condiciones de reacción, los agregados de rodio evolucionan hacia especies aisladas de distintos estados de oxidación, con comportamientos catalíticos diferentes.
El equipo ha demostrado que puede favorecer selectivamente las especies de rodio más adecuadas para producir aldehídos lineales, reduciendo al mismo tiempo reacciones secundarias que generan productos no deseados. Para ello, emplea moléculas nitrogenadas que bloquean preferentemente determinados centros activos sin impedir el funcionamiento de los más selectivos.
En los ensayos publicados, el sistema alcanzó una relación entre aldehídos lineales y ramificados de hasta 817, con una selectividad del 96 % hacia el undecanal y una conversión del 99,8 % de 1-deceno. Estos resultados corresponden a las condiciones experimentales descritas en el estudio y muestran el potencial de la estrategia para controlar la distribución de productos.
La hidroformilación se realiza habitualmente mediante catalizadores homogéneos basados en rodio y ligandos de fosfina, cuya toxicidad y coste plantean retos para el proceso industrial. Frente a esta tecnología, el catalizador desarrollado por el ITQ utiliza un soporte sólido de zeolita y permite prescindir de esos ligandos, además de facilitar la recuperación y reutilización del material catalítico.
El trabajo también demuestra su aplicación a distintas olefinas, un aspecto relevante para ampliar su posible utilidad en la producción de intermediarios químicos. La combinación de actividad, selectividad y posibilidad de reutilización representa una vía prometedora para mejorar el aprovechamiento de las materias primas y reducir residuos de proceso.
Aunque los resultados de laboratorio son significativos, la aplicación industrial requerirá validar el rendimiento, la estabilidad y la recuperación del catalizador a mayor escala y en condiciones operativas representativas de las instalaciones químicas.
La investigación refuerza el papel de la catálisis avanzada en el desarrollo de procesos químicos más eficientes y selectivos, con potencial para reducir el impacto ambiental de la fabricación de productos de alto valor añadido.
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