Facultad Regional Córdoba

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Author: search.filters.author.Ferrero, Gabriel

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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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    Incorporación de cs en hirdróxidos dobles laminares para modificar sus propiedades
    (2016) Bálsamo, Nancy Florentina; Sarmiento, Víctor; Crivello, Mónica Elsie; Eimer, Griselda Alejandra; Ferrero, Gabriel
    Los hidróxidos dobles laminares (HDL) son estructuras sintéticas formadas por láminas de hidróxidos metálicos cargadas positivamente que son estabilizadas con aniones interlaminares. La presencia de iones metálicos, grupos hidroxilo en las superficies de sus láminas y los aniones intercambiables los hace compuestos ideales para preparar productos de funcionalización permitiendo la obtención de nuevos materiales en escala nanométrica que cubren una gama amplia de aplicaciones, desde materiales biológicamente compatibles hasta catalizadores o materiales adsorbentes para remediación ambiental. Este trabajo describe la síntesis y caracterización de hidróxidos dobles laminares con Cs, Mg y Al como especies catiónicas y CO32- sintetizados mediante los métodos de co-precipitación e impregnación [1]. El comportamiento catalítico del material tipo hidrotalcita con la modificación mediante la incorporación de un tercer metal permite obtener materiales con propiedades adecuadas para cada reacción química buscando mayor selectividad y síntesis en los procesos industriales. El Cs como tercer metal incorporado en distintas proporciones y por distintos métodos produce materiales con propiedades básicas. Los materiales fueron evaluados por difracción de rayos X, Área superficial por el método BET, Microscopía de barrido electrónico y Espectroscopía de energía dispersiva de Rayos X. Los resultados del análisis de difracción de rayos X mostraron la formación de una estructura laminar; las especies calcinadas presentaron MgO en fase periclase y óxido de Cs. Los óxidos metálicos mixtos derivados del proceso de calcinación de los precursores a 450°C presentaron áreas superficiales mayores que estos últimos. Por otro lado, en los óxidos mixtos obtenidos por el método de impregnación se aprecia una mayor irregularidad en el tamaño de partículas comparado con los óxidos mixtos con el tercer metal incorporado por co-precipitación. Comparando ambos métodos de síntesis, se observó una mayor proporción del tercer metal a nivel superficial con el método de impregnación.
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    Carbonato de glicerol a partir de glicerol del biodiesel: una alternativa sustentable en biorrefinerías
    (2018) Bálsamo, Nancy Florentina; Crivello, Mónica Elsie; Montalbetti, Paula; Ferrero, Gabriel; Vasiliev, Aleksey
    El crecimiento en la producción de biodiesel genera grandes cantidades de glicerol. El propósito de este trabajo es obtener, a partir de esta materia prima renovable, carbonato de glicerol utilizando como catalizadores óxidos mixtos con diferentes contenidos de Cs incorporado. Los óxidos metálicos mixtos son catalizadores básicos que se obtienen por descomposición térmica de los hidróxidos dobles laminares, nanoarcillas aniónicas sintéticas, de fácil síntesis y bajo costo. Precursores y óxidos pueden potenciar sus propiedades incorporando un tercer metal a la estructura, como Cesio. Los materiales se caracterizaron por sus propiedades estructurales, morfológicas, de composición y de sitios básicos. Se encontró la estructura característica de capas tipo brucita en los precursores y MgO periclase y Cs2O en los óxidos. Las áreas de los óxidos fueron mayores que las de sus precursores. Un aumento en la basicidad media del material con mayor contenido de Cs podría corresponderse con la mayor conversión de glicerol
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    Modificación de SBA-15 con metales para su evaluación en la degradación de glifosato mediante procesos de oxidación húmeda
    (2018) Vaschetto, Eliana; Elías, Verónica; Ferrero, Gabriel; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandra
    La “oxidación húmeda”, enmarcada dentro de los Procesos Avanzados de Oxidación, es una alternativa propuesta para la degradación de glifosato en medios acuosos (herbicida de gran solubilidad en agua). Los nanomateriales mesoporosos sustituidos con heteroátomos, aparecen como soportes catalíticos muy prometedores para llevar a cabo este proceso. Así, en este trabajo, se sintetizaron con éxito catalizadores nanoestructurados de tipo SBA-15 puros y modificados con hierro y cobalto. Los materiales se caracterizaron por Difracción de Rayos X, Adsorción de Nitrógeno, Microscopía Electrónica de Transmisión, Espectroscopia de Emisión Atómica con plasma acoplado inductivamente y Espectrometría de UV-Visible con Reflectancia Difusa. Estos sólidos se evaluaron en la reacción de degradación de glifosato a través de oxidación húmeda catalítica con aire como fuente de oxígeno. Las condiciones de reacción fueron extremadamente suaves, presión atmosférica y temperatura ambiente. Los productos de reacción se analizaron por cromatografía iónica e incluyeron: iones de acetato, nitrato, nitrito y fosfato. La estabilidad del catalizador y la posibilidad de reciclaje también fueron estudiadas. Se encontró que los iones hierro y cobalto presentes en los sólidos sintetizados pueden formar complejos con el glifosato, aunque solo el catalizador Fe-SBA condujo a la fragmentación del herbicida. El material Co-SBA actuó como adsorbente del herbicida, pero no fue activo para lograr la degradación del mismo. Mediante estos resultados, se propone que el catalizador modificado con hierro puede formar un complejo Fe-glifosato capaz de ser activado por el oxígeno (aportado por el flujo de aire) generando intermediarios oxohierro que promoverían la degradación del herbicida evidenciado por la aparición de iones de cadena corta, menos tóxicos y más biodegradables, bajo condiciones de reacción ambientes, lográndose una degradación del orden del 80%. Para analizar la estabilidad del catalizador y la posibilidad de reciclado, se llevaron a cabo tres experimentos de reutilización del material Fe-SBA. La degradación del glifosato mostró el mismo comportamiento en los tres ciclos catalíticos, lo que demostró su actividad intacta con el tiempo de uso.