Síntesis de un material basado en aluminio y cinc con potencial

V SEMINARIO INTERNACIONAL EN
MEDIO AMBIENTE, BIODIVERSIDAD Y
DESARROLLO
V SEMINARIO DE QUIMICA
APLICADA PARA LA AMAZONIA
Síntesis de un material basado en aluminio y cinc con potencial
actividad como catalizador en reacciones de transesterificación
Angie Yuliet Rivera Umbarilaa, Maurin Salamanca Guzmána,*
a Universidad
Militar Nueva Granada, Bogotá, Colombia
Email: a [email protected], b [email protected]
Resumen
En las últimas décadas se ha planteado la necesidad de hacer los procesos industriales
sustentables desde su impacto ambiental. Para esto se han planteado los doce principios de
la química verde. Los cuáles pretenden minimizar el impacto de todas las actividades
antropogénicas en el ambiente. El aluminio es uno de los metales más ampliamente
utilizados. Desde hace algunas décadas se han desarrollado métodos viables desde el punto
de vista económico e industrial para el reciclado de este metal. Algunas alternativas buscan
la generación de productos de mayor valor agregado. El aluminio tradicionalmente se
obtiene por el proceso Bayer. La alúmina ha sido ampliamente estudiada como soporte de
fases activas para desarrollar catalizadores heterogéneos en diversas aplicaciones. La
alúmina como soporte catalítico se destaca por sus buenas propiedades mecánicas, de acidez
y basicidad, alta área superficial, etc. A nivel industrial se utiliza en procesos tales como
hidrodesulfuración de petróleo, convertidores catalíticos de automóviles, producción de
biodiesel, entre otros.
La transesterificación de aceites vegetales y animales ha sido tradicionalmente utilizada para
la producción de biodiesel, con el objetivo de promover la generación de combustibles
renovables y procesos ambientalmente sustentables. En esta reacción se han utilizado
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tradicionalmente catalizadores homogéneos, siendo los más utilizados el hidróxido de sodio
y el hidróxido de potasio. En los últimos años, se han desarrollado catalizadores
heterogéneos utilizando algunos soportes como alúmina, sílice, zeolitas, etc. Estos soportes
catalíticos se modifican con metales tales como litio, calcio, cinc, potasio, entre otros.
Se realizó la recuperación de aluminio a partir de desechos domésticos convencionales
utilizando un proceso Bayer modificado, con el objetivo de desarrollar un catalizador cuya
fase activa sea el cinc con potencial aplicación a las reacciones de transesterificación.
Se realizó la reacción con hidróxido de potasio para formar aluminato de potasio, se
precipitó hidróxido de aluminio, se calcinó el hidróxido a 700°C y se obtuvo una fase de
alúmina, lo cual se verificó a través de difracción de rayos x. El metal cinc se adicionó a la
alúmina utilizando acetato de cinc, para un contenido total del metal del 10.0%. La
incorporación del cinc se realizó a través del método de impregnación incipiente y
autocombustión modificado. En ambos casos los resultados de difracción de rayos x
permitieron observar la fase óxido de cinc, después de calcinar los materiales a 400°C. Para
evaluar el potencial catalítico de los materiales se realizó la reacción de transesterificación
de un aceite comercial utilizando como catalizador los materiales preparados con cinc,
utilizando una relación molar metanol - aceite fija para formar los metilesteres de los ácidos
grasos a 60°C, bajo agitación constante y diferentes tiempos de reacción (1 y 4 h).
La metodología propuesta permitió obtener alúmina con un rendimiento cercano al 90% a
partir de desechos, y modificarlo con cinc. Los materiales sintetizados demostraron ser
activos en la transesterificación de aceite vegetal comercial, sin embargo, estos materiales
requieren mayores tiempos de reacción para obtener comportamientos similares al
hidróxido de sodio.
Palabras
clave: Catálisis
transesterificación.
heterogénea, recuperación, aluminio,
biodiesel,