Examinando por Materia "Zeolitas como catalizadores"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Catalizadores ácidos tipo zeolita y zirconias con óxidos de tierras raras para la eterificación de glicerol con alcohol.
    (2019-10-30) Urresta Aragon, Julian Diel; Pinzon, Maria Helena; Osejo Knudson, Miguel; Bolaños, Cindy; Delgado, Cristina
    Los biocombustibles han aparecido como una fuente renovable de energía que reemplazaría a los combustibles fósiles ya que son más limpios y ofrecen mejor desempeño que los combustibles derivados del petróleo. Sin embargo, la producción del biodisel deja 10 – 20 % del glicerol como subproducto, el cual tiene una baja demanda comercial, que se traduce en una menor sostenibilidad económica y ambiental para la producción del biodisel. Para tratar de valorizar este subproducto se evaluaron rutas de transformación catalítica de glicerol con el fin de obtener productos de valor agregado como tert-butil éteres de glicerol di (D) y tri (T) sustituidos. Con ese fin, se prepararon y caracterizaron catalizadores tipo zirconia (Z) y Zriconia sulfatada (ZS) y Zeolitas mesoporosas como la USY impregnados con lantano (LA) y Cerio (CE) y se evaluó su actividad de transformación de glicerol (G) con tertbutanol (TB) estudiando el efecto de variables como temperatura y relación molar de G/TB con el objetivo de encontrar las condiciones más apropiadas para la conversión selectiva de glicerol a tert-butíl éteres de glicerol.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Eterificación de glicerol con Terc-butanol utilizando catalizadores ácidos tipo Zeolita y Zirconias [recurso electrónico]
    (2019-10-15) Osejo Knudson, Miguel Alberto; Urresta Aragón, Julián
    El interés en el desarrollo de procesos catalíticos que buscan transformar el glicerol en diversidad de productos de mayor valor ha crecido durante los últimos años. En este trabajo de investigación se propone una serie de catalizadores ácidos tipo zeolitas y zirconias para la transformación de glicerol con terc-butanol con el objetivo de obtener éteres de glicerol como alternativa a los aditivos oxigenados disponibles en el mercado. En primer lugar, se obtuvieron los catalizadores de óxido de zirconio por el método de impregnación y se modificaron con ácido sulfúrico para obtener su forma sulfatada. Seguidamente, estos catalizadores se impregnaron con elementos de tierras raras como La y Ce para obtener el óxido correspondiente. La actividad catalítica de los catalizadores preparados se comparó con el catalizador comercial A-15 el cual ha sido ampliamente utilizado en la literatura. La reacción de eterificación de glicerol con terc-butanol se exploró inicialmente con A-15 para establecer un punto de comparación, posteriormente, se evaluaron los catalizadores preparados utilizando porcentaje de conversión y selectividad como parámetros de desempeño. Se determinó que, entre los catalizadores propuestos, fueron los de acidez de Brønsted los que presentaron mejor actividad catalítica siendo la zeolita H-Y (CBV 740) y el ZrO2 sulfatado los más destacados, con una conversión entre el 25 y 30 % y selectividad hacia los productos de interés DTGEs de aproximadamente 20 %.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Heterogeneous acid catalysts in the etherification of glycerol with tert-butyl alcohol and isoamyl alcohol [recurso electrónico]
    (2019-09-20) Miranda Muñoz, Cristian David; Urresta Aragón, Julián Diel; Pouilloux, Yannick
    Se evaluaron diferentes sólidos ácidos heterogéneos basados en zeolitas y óxidos de grafeno sulfonados como catalizadores en la eterificación de glicerol con alcohol terc-butílico. Las zeolitas utilizadas en este estudio, tales como mordenita, faujasita, beta y H-ZSM5, se compararon para estudiar el efecto de la estructura y el tamaño de los poros, así como el tamaño del cristal en la conversión de glicerol y selectividad hacia di y tri terc-butil éteres de glicerol. Los resultados empleando zeolitas, mostraron que en una reacción en fase líquida sensible a las limitaciones de la difusión, la red porosa de la zeolita no es suficiente para predecir la actividad, selectividad y la estabilidad; se debe tener en cuenta la accesibilidad al poro de acuerdo a su volumen interno. Las zeolitas *BEA y MFI tienen volúmenes de poros similares, pero la diferencia en la apertura de poros (mayor que 1 Å), es suficiente para generar fuertes limitaciones de difusión en el caso de la zeolita de poros medios. La actividad de la zeolita *H-BEA es proporcional a la concentración del sitio ácido de Brønsted siempre que el tamaño de los cristales sea inferior a 100 nm (sin limitación de la difusión interna). En el caso de faujasita con supercajas, se prefiere la eterificación sucesiva. En la segunda serie de catalizadores, el óxido de grafeno reducido, se obtuvo mediante el método Hummers modificado y su posterior reducción por tres vías diferentes: i) hidracina, ii) Zn/HCl y iii) ácido ascórbico. El óxido de grafeno reducido presenta una relación C/O diferente en la superficie. Finalmente, estos últimos sólidos se funcionalizaron utilizando ácido sulfanílico, generando nuevos sitios de ácido Brønsted. Las pruebas catalíticas han demostrado que, independientemente del óxido de grafeno, la conversión de glicerol es mayor que la obtenida con Amberlyst® (A-15), que es el catalizador de referencia para esta reacción. La selectividad después de 10 horas de reacción también es comparable a la de A-15. Este estudio ha demostrado que el control del equilibrio hidrofílico/lipofílico es muy importante porque depende de la cantidad de grupos oxigenados en la superficie. Respecto al mecanismo de reacción, resultó ser diferente en ambos casos, favoreciendo a Eley-Rideal (ER) en la reacción con zeolitas, mientras que, en el caso de los óxidos de grafeno, un mecanismo de tipo Langmuir-Hinshelwood (LH) es predominante. Finalmente, la zeolita Beta, Amberlyst® 15 y el óxido de grafeno sulfonado se han evaluado como catalizadores en la eterificación de glicerol con alcohol isoamílico. Los resultados muestran que la activación del alcohol primario es más difícil en las condiciones "moderadas" de la reacción estudiadas que con la del alcohol terc-butílico. Por otro lado, se ha encontrado que la auto-eterificación del alcohol isoamílico (para formar isoamil-éter) es favorecida sobre la eterificación del glicerol.