Caratterizzazione di nanoparticelle di oro supportate per l'esterificazione ossidativa del furfurale a metilfuroato

In this experimental thesis a characterization of Au sites by FTIR spectroscopy of adsorbed CO, either at low or at room temperature, has been carried out. The aim of this study was to investigate the nature of the exposed sites on gold supported on CeO2 catalysts, that have been obtained by two different preparation methods: sol-immobilization, using polyvinyl alcohol (PVA) as protecting agent (AuCePVA sample) and deposition-precipitation (AuCeDP sample). The measurements have been performed on the catalysts before and after the furfural oxidative esterification to methyl furoate. The results obtained for the AuCePVA sample allowed to understand firstly the effect of PVA on the nature and accessibility of the exposed sites (both metal and support sites). An optimization of the experimental conditions to study these sites has been performed in order to have information on their nature by interaction with methanol and furfural and after reaction at 120 °C. After this preliminary investigation, a comparison with the AuCeDP catalyst has been done in the same experimental conditions previously optimized. In conclusion, information on the nature of the active sites on the two catalyst have been got and hypotheses to explain the high stability and good catalytic activity in the furfural oxidative esterification to methyl furoate displayed by the catalysts prepared by sol-immobilization have been made.

In questa tesi sperimentale è stata effettuata una caratterizzazione mediante spettroscopia FTIR di CO adsorbito sia a bassa temperatura che a temperatura ambiente. Si è quindi studiata la natura dei siti esposti su catalizzatori a base di oro supportato su CeO2, ottenuti mediante due differenti metodi di preparazione: sol-immobilization utilizzando il polivinilalcol (PVA) come agente protettore (campione AuCePVA) e deposition-precipitation (campione AuCeDP). Le misure sono state condotte sui catalizzatori prima e dopo la reazione di esterificazione ossidativa del furfurale a metilfuroato. I risultati ottenuti per il campione AuCePVA hanno permesso di comprendere in primo luogo l'effetto del PVA sulla natura e l'accessibilità dei siti esposti (sia del metallo, sia del supporto). Sono state individuate le condizioni sperimentali ottimali per lo studio di tali siti allo scopo di ottenere informazioni sulla loro natura mediante interazione con metanolo e furfurale e dopo reazione a 120 °C. A seguito di questa prima fase di indagine, è stato effettuato un confronto con il catalizzatore AuCeDP nelle medesime condizioni sperimentali ottimizzate in precedenza. In conclusione, si sono ottenute informazioni sulla natura dei siti attivi presenti sui due catalizzatori e sono state effettuate delle ipotesi in grado di spiegare l'elevata stabilità ed attività catalitica nella reazione di esterificazione del furfurale a metil furoato da parte dei catalizzatori ottenuti per sol-immobilization.