Transformación catalítica de la glicerina, subproducto en la obtención de biodiésel, en productos de interés en Química Fina e Industrial
Catalytic transformation of glycerol, a by-product in the biodiesel production, into valuable chemicals for Fine and Industrial Chemistry

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Author
Estévez, R.
Director/es
Bautista, Felipa M.Luna, Diego
Publisher
Universidad de Córdoba, UCOPressDate
2017Subject
CatálisisCatalizadores
Actividad catalítica
Glicerina
Biodiesel
Doble deshidratación molecular
Acroleína
Espectroscopía infrarroja
Química Fina
Química Industrial
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La presente Tesis Doctoral abarca la síntesis y caracterización de
catalizadores con diferentes propiedades, texturales y ácidas, y su posterior
aplicación en reacciones de valorización de la glicerina, como son la
deshidratación para la obtención de acroleína o la eterificación con tert-butanol
para la obtención de éteres que son empleados como aditivos al diésel y al
biodiesel. Además, en dichas reacciones se ha evitado el empleo de disolventes
con el fin de preservar los principios de la Química Sostenible.
En el trabajo “Production of acrolein from glycerol in liquid phase
on heterogeneous catalysts” se ha sintetizado un fosfato de aluminio amorfo
mediante un método sol-gel simple y económico y se ha calcinado a dos
temperaturas diferentes, 450 y 650 ºC. Los dos sólidos han sido
exhaustivamente caracterizados y testados en la reacción de deshidratación de
la glicerina para obtener acroleína, en fase líquida. Además del fosfato de
aluminio, se han empleado también, a modo comparativo, dos zeolitas
comerciales, HY y H-ZSM-5, esta última con dos relaciones diferentes de
SiO2/Al2O3.
En el trabajo “Etherification of glycerol with tert-butyl alcohol over
sulfonated hybrid silicas” se ha llevado a cabo la puesta a punto de la reacción
de eterificación de la glicerina con tert-butanol, empleando para ello un
catalizador comercial ampliamente utilizado en reacciones que requieren la
presencia de centros ácidos fuertes, como es la Amberlita-15, que es un
poliestireno, entrecruzado con divinilbenceno, con grupos sulfónicos en su estructura. Además de esta Amberlita-15, se han probado una serie de sílices
hibridas funcionalizadas con grupos sulfónicos. Estas sílices híbridas,
sintetizadas por miembros del Grupo de Investigación FQM-346, fueron
obtenidas mediante un método de post-oxidación de puentes tetrasulfuro
presentes en los materiales. Los resultados obtenidos empleando las sílices
híbridas han sido comparados con los obtenidos empleando la Amberlita-15.
En el trabajo “Microwave-assisted etherification of glycerol with
tert-butyl alcohol over amorphous organosilica-aluminum phosphates” se ha
reportado la síntesis novedosa de una serie de silicoaluminofosfatos amorfos
con grupos sulfónico en su estructura mediante un método sol-gel. Para ello, se
empleó una sal de aluminio (AlCl3·6H2O), ácido fosfórico y un compuesto
organosilano. Las diferentes variables de síntesis que se estudiaron fueron, la
relación molar Al/P en la mezcla inicial, la cantidad de compuesto organosilano
añadido, la temperatura de calcinación (250 y 310 ºC) y el tipo de compuesto
organosilano. Se emplearon dos distintos, uno de ellos que incorpora el grupo
organosulfónico directamente en la estructura del sólido y, el otro, que
incorpora un grupo organotiol que, posteriormente, es oxidado para obtener el
grupo organosulfónico. Los sólidos sintetizados fueron empleados en la
reacción de eterificación de la glicerina con tert-butanol empleando microondas
como medio de calefacción. Además, a modo comparativo se empleó también
calefacción convencional.
Además de lo indicado anteriormente, la reacción de acetalización de la
glicerina con acetona, para obtener solketal, ha sido también objeto de estudio.
Asimismo, durante una estancia de 3 meses realizada en el “Department of
Inorganic Chemistry and Catalysis” de la Universidad de Utrecht, Holanda se
estudió la reacción de eterificación de la glicerina con n-butanol. En cuanto a
estas dos últimas reacciones, a pesar de que se han obtenido resultados
prometedores, algunos de los cuales se han presentado en diferentes Congresos, un estudio con mayor profundización es necesario, con el objetivo de obtener
mejores rendimientos a los productos de interés.