Studio dell’effetto di stabilizzanti polimerici a base fosfinica nella nanocatalisi redox

I nanomateriali presentano proprietà uniche causate dalle ridotte dimensioni, tra cui l’incremento dell’attività superficiale dovuta all’aumento del rapporto area/volume. Il design di nanocatalizzatori può influenzare le proprietà interfacciali della reazione d’interesse, ma può anche risentire dei problemi di stabilità dei prodotti per la loro tendenza all’aggregazione. In letteratura sono documentati esempi di catalizzatori a base di nanoparticelle stabilizzati da polimeri che, per effetto sterico, impediscono fenomeni di accrescimento indesiderato. I polimeri non fungono solo da stabilizzanti, ma influiscono sul comportamento del catalizzatore: in base ai gruppi funzionali sulle catene macromolecolari, si possono instaurare legami dativi o retro-donativi con il metallo, che modificano la densità elettronica superficiale e l’attività catalitica. Il lavoro di tesi ha avuto come scopo la sintesi e la caratterizzazione di copolimeri acrilici contenenti gruppi fosfinici e fosfinossidici in catena laterale, in grado di fungere da stabilizzanti e formare legami pseudo-coordinativi con l’oro nanoparticellare. E' stata studiata la correlazione tra la struttura della macromolecola e le proprietà catalitiche, analizzando come la quantità di fosforo sullo stabilizzante influenzi l’attività dei materiali, la cinetica di reazione e l’accessibilità ai siti attivi da parte dei reagenti. I catalizzatori ottenuti, supportati su carbone attivo, sono stati testati nella riduzione del 4-nitrofenolo a 4-amminofenolo e nell’ossidazione del 5-idrossimetilfurfurale (HMF) ad acido 2,5-furandicarbossilico (FDCA). La possibilità di modificare le proprietà dei catalizzatori sintetizzati intervenendo sulla struttura dello stabilizzante polimerico apre la strada ad ulteriori opportunità nel design di catalizzatori nanoparticellari, permettendo di diminuire il metal loading, abbattere notevolmente i costi economici e modulare le selettività in base alla reazione d’interesse.