Geometría y entorno local de los sitios de superficie en catalizadores de Ziegler-Natta basados en vanadio de V...

Área de la Ciencia:

• Catálisis
• Ciencias de los materiales
• Química de los polímeros

Sus antecedentes:

• Los catalizadores de Ziegler-Natta son cruciales para la producción de polietileno (PE) y polipropileno (PP), pero sus estructuras de superficie siguen siendo poco conocidas.
• La complejidad del catalizador surge de los soportes MgCl2, los cloruros de metales de transición y los donantes orgánicos, lo que dificulta la aclaración estructural.
• Comprender los sitios de la superficie es clave para optimizar el rendimiento del catalizador y las propiedades del polímero.

Objetivo del estudio:

• Para elucidar la estructura del cloruro de oxito de vanadio (VOCl3) en un soporte de cloruro de magnesio (MgCl2) utilizando la espectroscopia de RMN de estado sólido de 51 V.
• Para correlacionar la firma de RMN de 51 V con el entorno de coordinación y la geometría local de los sitios de superficie.
• Investigar la influencia de la morfología del soporte MgCl2 en la estructura de los sitios activos.

Principales métodos:

• Se utilizó la espectroscopia de RMN de estado sólido de 51V para sondear el entorno local del vanadio en los catalizadores de Ziegler-Natta.
• Se emplearon cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT), comparados con datos experimentales, para analizar las firmas de RMN.
• Síntesis y caracterización de VOCl3 en el soporte MgCl2{\displaystyle MgCl2{\mathrm {th}} } 1.5, evaluando su actividad de polimerización de etileno.

Principales resultados:

• La firma de RMN de 51V proporcionó información detallada sobre el entorno de coordinación y los ligandos auxiliares de los sitios de vanadio.
• Se identificó una especie de V-oxo hexacoordinada bien definida con un alcóxido y cuatro ligandos cloruro formados por adsorción de VOCl3.
• Se ha demostrado que la geometría local de la especie V-oxo está influenciada por la naturaleza amorfa del soporte MgCl2.

Conclusiones:

• La espectroscopia de RMN de estado sólido de 51V es una herramienta poderosa para determinar la esfera de coordinación exacta de los sitios de superficie en los catalizadores de Ziegler-Natta.
• El estudio caracterizó con éxito los sitios activos, revelando una especie hexacoordinada específica de V-oxo.
• Este trabajo destaca el papel crítico de la morfología de soporte en la determinación de la estructura del sitio de la superficie y el comportamiento del catalizador.