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Desarrollo de un sistema de reacción discontinuo para la oxidación fotocatalítica de compuestos olefínicos empleando CO2 supercrítico como solvente

Resumen

El diseño de un reactor químico es un proceso complejo ya que debe permitir una operación segura en los rangos de temperatura y presión en los que se desarrollará el proceso de interés. Para ello, se debe considerar la naturaleza de las sustancias involucradas, las fases presentes, la cinética y la termodinámica del proceso. Así, al conocer estos aspectos es posible realizar una adecuada selección de materiales, tipo de operación, dinámica de fluidos y geometría del reactor. Comercialmente podemos encontrar reactores construidos en diferentes materiales como aceros, zafiro, borosilicato, PVC, algunos de estos diseñados para soportar altas presiones, otros permiten la iluminación en el interior del reactor y otro grupo opera en sistemas heterogéneos con catalizadores suspendidos. Sin embargo, tener estas tres características en un solo dispositivo requiere un riguroso análisis mecánico y algunas modificaciones en los diseños comerciales de reactores de alta presión. Debido a la expansión que ha tenido la fotocatálisis heterogénea en las últimas décadas por la variedad de procesos químicos que se pueden realizar, como las reacciones de oxidación selectiva utilizando oxígeno atmosférico como oxidante y CO2 supercrítico como solvente, sustituyendo disolventes orgánicos, ha aumentado el uso de fotorreactores de alta presión. Puesto a que los reactores para fotocatálisis heterogénea que utilizan scCO2 como disolvente son pocos y suelen utilizar catalizadores ácidos inmovilizados. En este trabajo se diseñó un fotorreactor que permite procesos de transferencia de átomos de oxígeno a olefinas utilizando scCO2 como solvente y un complejo dioxo-molibdeno soportado sobre TiO2 como catalizador, activado por radiación UV-Vis.