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Title

Post-functionalized Hybrid Materials as Multi-site Catalysts

AuthorsRasero-Almansa, Antonia M.
AdvisorIglesias Hernández, Marta; Sánchez Alonso, Félix
KeywordsPost-functionalized hybrid materials
Multi-site catalysts
Metal-Organic frameworks
MOFs
Issue Date2016
PublisherUniversidad Autónoma de Madrid
CSIC - Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM)
CSIC - Instituto de Química Orgánica General (IQOG)
Abstract[EN] Catalysis is one of the fundamental pillars of green chemistry, which was described as the design of chemical products and processes that reduce or eliminate the use and generation of hazardous substances. The design and application of new catalysts and catalytic systems lead to the dual goals of environmental protection and economic benefit. Heterogeneous catalysts are the most used in industry because they present several advantages such as easy post reaction separation, high stability and reusability. Another great advantage of the solid catalysts is the possibility to immobilize different functional groups on the same support preventing catalyst deactivation since they are isolated from each other. For that reason, heterogeneous catalysts are promising candidates to act as multifunctional catalysts. Metal-organic frameworks (MOFs) are crystalline and porous materials which possess advantageous properties to be used in catalysis, such as high specific surface areas and tunable porosity, the ability to fine tune the structure of the active site and its environment and thermal stability. In addition, these materials are good candidates to be multifunctional catalysts since they can present multiple active sites; therefore, multistep reactions can be carried out in the same vessel and under the same reaction conditions. In this thesis, we performed the synthesis, functionalization and characterization of different zirconium-based MOFs (UiO-type MOFs) and their use as catalysts in different catalytic reactions. The present work has been divided in three chapters, depending on the functionalization of the MOF.
[ES] La catálisis es un pilar fundamental de la química sostenible, siendo este concepto descrito como el diseño de productos químicos y de los procesos que reducen o eliminan el uso y la generación de sustancias peligrosas. El diseño y el uso de nuevos catalizadores y sistemas catalíticos están logrando al mismo tiempo el doble objetivo de protección del medio ambiente y el beneficio económico. En la industria se utilizan mayoritariamente catalizadores heterogéneos ya que presentan ventajas tales como fácil separación del medio de reacción, alta estabilidad y que pueden ser reutilizados en varios ciclos. Otra gran ventaja que presentan los catalizadores sólidos es la posibilidad de inmovilizar diferentes grupos funcionales sobre el mismo soporte evitando la desactivación del catalizador ya que se encuentran aislados entre ellos. Por esta razón, los catalizadores heterogéneos son candidatos prometedores para actuar como catalizadores multifuncionales. Las Redes Metal-Orgánicas (MOFs) son materiales cristalinos y porosos que poseen propiedades interesantes para ser usados en catálisis, tales como una alta superficie específica y porosidad, la posibilidad de ajustar con precisión la estructura del centro activo y su entorno, la presencia de múltiples centros activos y la estabilidad térmica que presentan. Además, estos materiales son buenos candidatos para ser catalizadores multifuncionales; por tanto, es posible llevar a cabo reacciones de varias etapas bajo las mismas condiciones de reacción. En esta tesis, hemos llevado a cabo la síntesis, funcionalización y caracterización de diferentes MOFs de zirconio (MOFs tipo UiO) los cuales han sido utilizados como catalizadores en diferentes reacciones catalíticas. El trabajo realizado se organiza en 3 capítulos, en función del tipo de funcionalización del MOF y sus aplicaciones.
URIhttp://hdl.handle.net/10261/142554
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