Studio dell'ossidazione selettiva dell'HMF a FDCA con catalizzatori a base di rutenio supportati sintetizzati da cluster carbonilici

Il presente lavoro di tesi si inserisce in un progetto finalizzato a sfruttare cluster carbonilici per la realizzazione di catalizzatori eterogenei a base di nanoparticelle supportate su TiO2 da impiegare in reazioni di ossidoriduzione. In particolare, sono stati sintetizzati catalizzatori da cluster carbonilici a base di rutenio e sistemi bimetallici rutenio e metalli del gruppo IB poi studiati nella reazione di ossidazione di 5-idrossimetilfurfurale (HMF) ad acido 2,5-furandicarbossilico (FDCA). Inoltre, si è voluto mettere in evidenza l’efficacia della metodologia di preparazione di questi catalizzatori, confrontandone i risultati catalitici con campioni analoghi ottenuti da sali metallici. Una prima parte del lavoro si è concentrata sulla preparazione del catalizzatore omometallico a base di rutenio e sul verificare come la metodologia di sintesi porti effettivamente all’ottenimento di nanoparticelle di piccole dimensioni. Grazie alle analisi TEM si è visto come questa metodologia di sintesi permetta di ottenere nanoparticelle molto piccole con un diametro medio di circa 1.4 nm. Tramite il sistema omometallico a base di rutenio sono stati ottimizzati diversi parametri della reazione come natura e concentrazione della base, tempo, temperatura e pressione in modo da poter studiare in seguito l’influenza di un secondo metallo tramite l’utilizzo dei sistemi bimetallici rutenio e metalli del gruppo IB. Inoltre, effettuando prove di stabilità sul catalizzatore bimetallico migliore si è visto come esso presenti una bassa stabilità rispetto al sistema omometallico. Utilizzando un catalizzatore analogo, ma preparato partendo da sale, si è visto come la metodologia utilizzata risulti essere efficace in quanto porta ad avere catalizzatori più attivi nella reazione studiata. Infine, dato il possibile utilizzo di una base debole è stata testata la possibilità di supportare il metallo su ossidi di natura basica al fine di condurre la reazione in assenza di una base omogenea.