Síntesis y evaluación de catalizadores bifuncionales de zirconia sulfatados como alternativa para la transesterificación y ramificación de ácidos grasos del aceite de palma

Resumen El biodiesel ha sido propuesto como el principal reemplazo del diésel convencional, por lo cual su producción se ha incrementado en los últimos años. El principal inconveniente técnico de este biocombustible es que no presenta un comportamiento adecuado en ambientes fríos. Con el fin de mejorar las propiedades de flujo en frío del biodiesel, la síntesis de esteres alquílicos de ácidos grasos ramificados mediante catálisis heterogénea ha demostrado buenos resultados mejorando las mismas sin afectar significativamente otras propiedades. Teniendo en cuenta lo anterior, se propuso la síntesis, caracterización y uso de zirconia sulfatada impregnada con paladio como catalizador heterogéneo sobre triglicéridos con ácidos grasos saturados e insaturados característicos del aceite de palma para llevar a cabo la reacción de transesterificación y ramificación de las cadenas carbonadas. El catalizador fue preparado partiendo de hidróxido de zirconio, como precursor de zirconia, y sulfato de amonio, como agente sulfonante, seguido de impregnación por humedad incipiente y reducción de ácido cloropaládico, el cual fue caracterizado por Espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FT-IR), Difracción de rayos X (DRX), Microscopía electrónica de barrido con espectroscopía de energía dispersiva de rayos X (SEM-EDX), Desorción a temperatura programada con amoniaco (TPD-NH3), y fisisorción de nitrógeno. Debido a los tratamientos aplicados se obtuvo catalizadores mesoporosos, con área superficial hasta 72 m2/g y acidez fuerte, facilitando el arribo y adsorción de los ácidos grasos a los sitios activos de carácter ácido y del metal. La reacción de transesterificación y ramificación de cadenas carbonadas fue llevada a cabo simultáneamente a condiciones de temperatura de 100 °C, tiempo de reacción 195 min, relación molar de aceite y alcohol 1:17, cantidad de catalizador 5 %wt, a presión constante de 8,16 atm, y sus resultados se comparan al utilizar catalizador de zirconia sulfatada con y sin paladio. Los productos de la reacción fueron caracterizados mediante Resonancia Magnética Nuclear (RMN), con lo cual se logra determinar la eficiencia del catalizador en llevar a cabo tanto la transesterificación de los triglicéridos del aceite de oleína de palma, así como la ramificación de sus cadenas carbonadas, por lo que puede ser utilizado como catalizador bifuncional, específicamente como una alternativa para mejorar las propiedades del biodiesel obtenido con este catalizador. A partir de lo anterior, se recomienda para investigaciones futuras realizar un estudio detallado de las propiedades de flujo en frío del producto obtenido, y comparar con el diésel convencional que actualmente se utiliza como combustible.

• Autores: Tovar Torres, Marggie Lisbeth
• Fecha de publicación: 2017
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/63741
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/63741; http://bdigital.unal.edu.co/64245/
• Palabra clave: 5 Ciencias naturales y matemáticas / Science; 54 Química y ciencias afines / Chemistry; 57 Ciencias de la vida; Biología / Life sciences; biology; 58 Plantas / Plants; 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering; 66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineering; Zirconia sulfatada; Catalizador bifuncional; Transesterificación; Ramificación de cadenas carbonadas; Ésteres alquílicos ramificados; Sulfated zirconia; Bifunctional catalyst; Transesterification; Branching of carbon chains; Branched alkyl esters
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