UTN -FRC -Producción Académica de Investigación y Desarrollo - Comunicaciones a Congreso

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Subject: search.filters.subject.SBA-15

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    2,5-dimethylfuran production by biomass via 5-hydroxymethylfurfural over bimetallic catalyst
    (2020) Ledesma, Brenda C.; Juárez, Juliana M.; Mazzario, Jaime; Beltramone, Andrea R.; Domine, Marcelo
    En el presente trabajo se estudió la transformación catalítica de 5-hidroximetilfurfural (HMF) para producir 2,5-dimetilfurano (DMF) sobre catalizadores bimetálicos (PtIr) y monometálicos (Pt) soportados en materiales mesoporosos CMK-3 y SBA-15. Se estudiaron también la temperatura y presión óptimas para lograr la máxima producción de 2,5 DMF. Los catalizadores se caracterizaron ampliamente por XRD, isotermas de N2, XPS, TPR, TEM y NH3-TPD. En el estudio se observó que las partículas metálicas estaban bien reducidas y muy dispersas en la superficie del soporte debido a la gran área superficial y la distribución de poros del mismo. Los sitios de PtIr fueron muy activos y selectivos hacia la formación del 2,5 DMF. El catalizador PtIr-CMK- 3 mostró una excelente actividad, selectividad y estabilidad para ser aplicado en este proceso.
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    Bimetallic platinum/iridium modified mesoporous catalysts applied in the hydrogenation of hmf
    (2020) Juárez, Juliana M.; Beltramone, Andrea R.; Ledesma, Brenda C.
    The catalytic transformation of 5-hydroxymethylfurfural (HMF) to produce 2,5-dimethylfuran (DMF) was studied over bimetallic (PtIr) and monometallic (Pt) catalysts supported on CMK-3 and SBA-15 mesoporous materials. The optimum temperature and pressure for the maximum production of DMF were 120° and 15 atm. Increases in temperature and pressure decreased the selectivity to DMF. The catalysts were broadly characterized by XRD, N2-isotherms, XPS, TPR, TEM and NH3-TPD. It was found that the metal particles were well reduced and highly dispersed on the surface of the support of large surface area and narrow pore distribution. The PtIr alloy species active sites were very active and selective towards the formation of the desired DMF. PtIr-CMK-3 showed an excellent activity, selectivity and stability to be applied in this process.
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    Sustainable biodiesel production through an integrated perspective
    (2016) Eimer, Griselda Alejandra; Bálsamo, Nancy Florentina; Ferrero, Gabriel; Crivello, Mónica Elsie
    Biofuels are renewable solutions to replace the environmentally pollutant fossil liquid fuels. They are produced from low cost sustainable feedstocks. In the la last years, biodiesel production had increased exponentially. This is generating high quantities of glycerol as by-product. Significant economic benefits to the industry of biodiesel, is to research in a green processes through enzyme immobilized and to add value of a byproduct generated in abundance, the glycerol. One of the objective of this work is to develop a catalyst for its use in the biofuels production from renewable raw materials using an enzymatic immobilization on solid supports nano-structured. In fact, the main purpose is to immobilize the lipase of Pseudomonas fluorescens in the mesoporous material SBA-15 (Santa Barbara Amorphous) pure, synthesized by hydrothermal treatment. In addition, by comparing their activity for the biodiesel production, from vegetable oils, with the enzyme immobilized on materials SBA-15 modified with metals (Ca, Na, Fe, Cu, Al, K) by the wet impregnation method. The physicochemical properties of the synthesized mesoporous materials were determined by Small-angle X-ray scattering (SAXS), Transmission electron microscopy (TEM) and UV-visible. The enzyme was immobilized by mixing each mesoporous material with an enzyme solution to achieve immobilization by physical adsorption. The effective incorporation of the enzyme in the materials was confirmed determining the amount of protein in the soluble fraction after immobilization by the Bradford method. The optimal conditions for the catalytic activity of the biocatalyst were determined: oil / ethanol ratio,% water, amount of immobilized enzyme / mg of SBA-15 materials, reaction time and activity of the biocatalyst respect to the metal impregnated in the solid used. Simultaneously, glycerol value-added products such as monoglycerides were produced via transesterification reaction of methyl stearate. Monoglycerides derived from glycerol are compounds employed as emulsifiers in food, cosmetic and pharmaceutical products. This green and selective process involved catalysis from hydrotalcite-like compounds. Nano-structured materials from layered double hydroxides are industrially used in heterogeneous catalysis processes. They offer great advantages compared to homogeneous catalysis, since not only favors the environment, but also allows the use of separation operations less complex. The proposal is to use derivatives nano-clays mixed metal oxides with different metals incorporated (Li, K or Cs) to improve their basic properties. The presence of metal ions, hydroxyl groups on the surfaces of the sheets and anions interchangeable makes them ideal compounds for preparing functionalization products allowing the design of new nanoscale materials. The materials physicochemical properties were characterized. The correlation between their properties and the catalytic activity in the transesterification reaction was investigated. The highest activity was found for the catalyst with Li incorporated by the co-precipitation method with yield values around 80% for monoglycerides. The catalyst with Li incorporated also showed the greatest Lewis medium basic sites density, a 31% more than the rest of the materials. The production of biodiesel and the revalorization of glycerol to minimized costs, through selective heterogeneous catalytic way, which encourages the use of energy and renewable raw materials with less environmental cost, shows the road to sustainability.
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    Adsorción de hidrógeno en silicatos mesoporosos modificados con níquel: Rol de la porosidad del soporte SBA-15
    (2017) Carraro, Paola; García Blanco, Andrés; Sapag, Karim; Oliva, Marcos Iván; Eimer, Griselda Alejandra
    En este trabajo, el sólido SBA-15 se modificó con níquel por el método de impregnación húmeda para estudiar la influencia de diferentes factores (contenido de metal, soporte, método de preparación) sobre el comportamiento en el almacenamiento de hidrógeno. La adsorción de H2 se evaluó a bajas presiones (hasta 10) a 77 K, evaluando la influencia del níquel metálico sobre dicha capacidad de adsorción. Las propiedades de los materiales preparados se estudiaron mediante técnicas de adsorcióndesorción de N2, DRX, RTP, UV-Vis y TEM. Los resultados indicaron la importancia de la dispersión de níquel sobre el soporte para mejorar el almacenamiento de hidrógeno.
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    SBA-15 modificados con poliésteres polioles como plataformas catalíticas
    (2017) Sueldo Ocello, Valeria; Elías, Verónica; Brunetti, Verónica; Eimer, Griselda Alejandra
    En este trabajo se sintetizó el material mesoporoso SBA-15 y se modificó por fisisorción con los polímeros hiperramificados Boltorn®H20, Boltorn®H30 y Boltorn®H40. Las muestras se caracterizaron mediante la determinación de las áreas específicas (BET), espectrocopía infrarroja (FTIR), análisis termogravimétrico (TGA) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Las áreas específicas, los espectros infrarrojos y los termogramas evidencian la incorporación de los polímeros en el material de partida sugiriendo adsorción física de los poliésteres polioles en la matriz mesoporosa. Las interacciones no covalentes, tipo puente de hidrógeno, entre los componentes orgánicos e inorgánicos favorecerían esta adsorción. El polímero de menor tamaño, Boltorn®H20, se incorpora en mayor proporción.
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    Hacia un proceso sustentable: producción de biodiesel a partir de aceite de girasol empleando sba-15 modificada con sodio como catalizador heterogéneo
    (2017) Sánchez Faba, Edgar M.; Ferrero, Gabriel O.; Dias, Joana; Eimer, Griselda Alejandra
    Se incorporó sodio al material mesoporosa SBA-15 utilizando el método de impregnación húmeda. De esta manera se obtuvieron catalizadores sólidos de carácter básico, activos en la reacción de transesterificación de aceite de girasol con metanol para la producción de biodiesel. Los sólidos se caracterizaron por difracción de rayos X a bajo y alto ángulo, microscopía de barrido electrónico (SEM) y de transmisión electrónica (TEM), y desorción a temperatura programada de CO2 para determinar la basicidad de los sólidos impregnados. La reacción de transesterificación se llevó a cabo en un reactor discontinuo bajo agitación vigorosa, a 60°C y presión atmosférica, utilizando un exceso de metanol para desplazar el equilibrio hacia la formación del producto deseado. Los catalizadores mostraron una alta actividad, obteniendo rendimientos del 38 a 94%.
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    Diseño de un biocatalizador para la producción continua de mono y diglicéridos
    (2017) Ferrero, Gabriel O.; Sánchez Faba, Edgar M.; Lucini, Agustín; Eimer, Griselda Alejandra
    Los mono y diglicéridos son compuestos utilizados como emulsionantes y tensioactivos en la industria alimenticia, farmacéutica, cosmética y química en general. La principal forma de producción de los mismos es a partir de esterificación del glicerol o transesterificación y alcohólisis de aceites, mediante el uso de catálisis homogénea ácida o básica a altas temperaturas. En este trabajo se propuso producir mono y diglicéridos en forma continua, mediante la reacción opuesta, la alcohólisis parcial de los triglicéridos, usando un biocatalizador desarrollado a partir de la enzima lipasa de Pseudomonas fluorescens inmovilizada en el material mesoporoso SBA-15. Se encontró que en tan solo 20 minutos de reacción (tiempo que tarda en atravesar el reactor la mezcla de reacción) se producen 44% de diglicéridos y 27% de monoglicéridos, manteniéndose prácticamente constante en el tiempo en el caso de los primeros y disminuyendo apenas en el caso de los monoglicéridos. Surge entonces una valiosa forma de producción de estos compuestos, suavizando las condiciones de reacción y utilizando un catalizador que mantiene su actividad.
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    Influencia del contenido de Fe en la actividad catalítica de silicatos mesoporosos SBA-15 aplicados a procesos foto-Fenton para la degradación de colorantes azoicos
    (2017) Elías, Verónica; Ochoa Rodríguez, Pablo; Vaschetto, Eliana; Pecchi, Gina; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandra
    Se sintetizaron silicatos mesoporosos con estructura SBA-15 modificados con Fe por un método postsíntesis simple y rápido. La regularidad estructural se determinó por DRX a bajo ángulo y por fisisorción de N2. Las técnicas de UV-Vis RD y TPR fueron utilizadas para analizar las diferentes especies de Fe desarrolladas en función de la carga metálica depositada. Todos los materiales se evaluaron en la degradación del colorante azoico (AO7) por un proceso foto-Fenton bajo radiación UV-Vis y utilizando H2O2. Se encontró que a pH de 3,5 los materiales fueron estables al lixiviado del metal y todos alcanzaron elevadas degradaciones de AO7 y de H2O2. No obstante, un incremento en la carga del metal desde 1 al 2,5 %p/p provocó un marcado aumento en la mineralización, en tanto que esto no se observó para cargas mayores (5 y 10 % p/p). Esto permitió inferir que las especies aisladas de Fe serían las activas en el proceso y se desarrollan en lo materiales para cargas de hasta 2,5 %p/p. Mayores cargas provocan la segregación de estas especies aisladas desde el interior de los canales hacia la superficie externa generando nanopartículas de óxidos de mayor tamaño que son menos eficientes catalíticamente.
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    Immobilization of pseudomonas fluorecens lipase in mesoporous materials to biodiesel production
    (2017) Ferrero, Gabriel O.; Sánchez Faba, Edgar M.; Eimer, Griselda Alejandra
    The aim of this work is to design a catalyst for biofuels production from renewable raw materials by means of the immobilization of an enzyme on nano-structured solid supports [1,2]. In fact, the main purpose is to immobilize the lipase of Pseudomonas fluorescens in the pure SBA-15 (Santa Barbara Amorphous) mesoporous material [3] and to compare their activity in the biodiesel production using vegetable oils, with that of the enzyme immobilized on materials SBA-15 modified with metals (Ca, Na, Fe, Cu, Al, K)[4]. The physicochemical properties of the synthesized mesoporous materials were determined by Small-angle X-ray scattering (SAXS), Transmission electron microscopy (TEM) and UV-visible. The enzyme was immobilized by physical adsorption, mixing each mesoporous material with an enzyme solution. The effective incorporation of the enzyme in the materials was confirmed determining the protein concentration in the soluble fraction after immobilization by the Bradford method. The optimal conditions of the biocatalyst activity were determined: oil / ethanol ratio, water percentage, amount of immobilized enzyme / mg of SBA-15 support, reaction time and activity of the biocatalyst respect to the metal impregnated in the solid used. Ca/SBA-15 material show the better activity as biocatalyst to biodiesel production using 400mg/g of lipase respect material, 1/4 oil/ethanol and 4 wt% of water respect oil. The transesterification reaction of triglycerides with ethanol for the production of biodiesel catalyzed by the LPF / SBA-15 / Ca biocatalyst has high batch yields, does not produce soap, uses low temperatures of 37 ° C and allows to separate the catalyst easily from the mixture.
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    Obtención de biodiesel utilizando NA/SBA-15 como catalizador sólido
    (2017) Sánchez Faba, Edgar M.; Ferrero, Gabriel O.; Eimer, Griselda Alejandra
    Se sintetizó la matriz mesoporosa SBA-15 por el método sol-gel1,2. El tamiz molecular se modificó con sodio (Na) para proporcionarle propiedades básicas. La incorporación del metal se efectuó en distintas concentraciones (del 2,5 al 15% p/p referida a la masa de catalizador calcinado) mediante impregnación húmeda. El sólido obtenido se calcinó a 500°C en mufla durante 8 horas, con una rampa de calentamiento de 5°C/min. Los catalizadores resultantes se caracterizaron por: dispersión de rayos X a bajo ángulo (SAXS2), microscopía de barrido electrónico (SEM), microscopía de trasmisión electrónica (TEM), isotermas de adsorción - desorción de N2 para la determinación de área específica, volumen y distribución de tamaño de poros; desorción a temperatura programada de CO2 para determinar la basicidad de los sólidos impregnados y difracción de rayos X (XRD) para identificar la presencia de óxidos del metal. La actividad catalítica de los sólidos sintetizados se evaluó en la reacción de transesterificación de aceite de girasol con metanol absoluto para la producción de biodiesel. Las reacciones se llevaron a cabo en un reactor discontinuo, bajo agitación vigorosa. La temperatura de reacción fue de 60°C. La relación molar metanol/aceite fue 14:1, y la carga de catalizador del 2% en base a la masa de aceite empleada. El tiempo de reacción fue de 5 horas. El seguimiento de las reacciones se hizo mediante cromatografía líquida de alta performance (HPLC), para determinar el porcentaje en masa de biodiesel obtenido, conversión de triglicéridos y rendimiento a producto deseado.