Generación de sitios activos mediante control térmico, para la producción de biodiesel

Abstract

El material mesoporoso SBA-15 se modificó con sodio para conferirle propiedades básicas, utilizando el método de impregnación húmeda. El sólido se calcinó a 500ºC empleando rampas de calentamiento de 2, 5, 8 y 15ºC/min. Los catalizadores se caracterizaron por dispersión de rayos X a bajo ángulo (SAXS2), difracción de rayos X (XRD) a alto ángulo, microscopía de barrido electrónico (SEM) y de transmisión electrónica (TEM), espectrofotometría infrarroja con transformada de Fourier (FTIR), y desorción a temperatura programada de CO2 para estudiar su basicidad. La actividad de catalizadores 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, 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 90%. Se comprobó la influencia de la rampa de calcinación en la actividad catalítica: una rampa elevada favorece la dispersión de la fase activa y la formación de sitios básicos fuertes; mientras que una rampa baja promueve la formación de una fase cristalina de las especies de sodio, de menor fuerza básica. Palabras clave: Na/SBA-15, rampa de calentamiento de calcinación, biodiesel, aceite de girasol.

The mesoporous material SBA-15 was modified with sodium to confer it basic properties, using the wet impregnation method. The solid was calcined at 500°C using heating rates of 2, 5, 8 and 15°C/min. The catalysts were characterized by X-ray scattering at low angle (SAXS2), X-ray diffraction (XRD) at high angle, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM), infrared spectrophotometry with Fourier transform (FTIR), and CO2 temperature programmed desorption to study its basicity. The catalysts activity was evaluated in the transesterification reaction of sunflower oil with absolute methanol for the biodiesel production. The reactions were carried out in a batch reactor under vigorous stirring, at 60°C and atmospheric pressure, using an excess of methanol to displace the equilibrium towards the formation of the desired product. The catalysts showed a high activity, obtaining yields of 90%. The influence of the calcination heating rate on the catalytic activity was checked: a high rate favors the dispersion of the active phase and the formation of strong basic sites; while a low rate promotes the formation of a crystalline phase of the sodium species, of lower basic strength.