OBTENCIÓN DE CATALIZADORES ÁCIDOS A BASE DE CARBÓN SULFONADO PARA LA ETERIFICACIÓ DE GLICEROL CON ALCOHOL BENSÍLICO.

DANIELA M. R. ALÍ; ANDREA MERLO

Corrientes

Jornada; XXI JORNADAS JOVENES INVESTIGADORES DE AUGM; 2013

AUGM

En los últimos años, se ha generado un interés creciente en el uso de la biomasa como materia prima en la industria química. El aumento en la producción de biodiesel y el desarrollo de las industrias de aceites vegetales dio como resultado la producción de grandes cantidades de glicerol como subproducto. Con el objetivo de tener una producción de biodiesel sustentable, existe una necesidad urgente de encontrar nuevas aplicaciones para este producto secundario. La eterificación del glicerol representa una importante aplicación en donde se obtienen de forma directa compuestos que pueden ser utilizados tanto como aditivos para combustibles, intermediarios en la industria farmacéutica, agroquímicos o como surfactantes no iónicos. La reacción de eterificación del glicerol puede ser catalizada por catalizadores ácidos homogéneos o preferentemente mediante catalizadores ácidos heterogéneos como las zeolitas, resinas de intercambio iónico de ácido fuerte, silicas sulfónicas mesoestructuradas o carbón sulfonado. El carbón poroso resulta ser un material bastante atractivo como catalizador. Puede ser preparado mediante una variedad de precursores de bajo costo, es muy estable bajo condiciones no oxidantes, posee baja densidad, alta conductividad térmica, buena conductividad eléctrica, estabilidad mecánica y puede controlarse su área superficial específica. Se ha investigado que funcionalizado con grupos ácidos sulfónicos poseen un gran potencial como catalizadores amigables con el medio ambiente, ya que eliminan la necesidad de utilizar soluciones ácidas en algunas reacciones de catálisis y podrían ser reutilizados varias veces. El siguiente trabajo, propone obtener carbones sulfonados con distinta densidad de sitios ácidos y estudiar su comportamiento catalítico en la reacción de eterificación de glicerol (Gly), producto derivado del biodiesel, con alcohol bencílico (BA), para la obtención de mono (ME) y dibencíl (DE) éteres del glicerol que pueden adicionarse como biocomponentes a la gasolina o diesel.Se emplearon como base de los sistemas catalíticos estudiados dos tipos de carbón. Carbón comercial de marca NORIT (GAC 1240 PLUS) y carbón obtenido a partir de dextrosa anhidra (Anedra). Para funcionalizarlos, se puso en contacto una masa determinada de dicho sólido con ácido sulfúrico concentrado, a 150 ºC en atmósfera de N2 entre 6 a 15 hs. Se filtró, lavó y se secó durante 2hs a 105ºC. Se observó la densidad de sitios ácidos  obteniéndose 0,3 mmol/g carbón comercial (Ccom-SO3H) y 1,4 mmol/g carbón sintetizado (Csin-SO3H) y el área BET para cada uno de ellos. Luego se llevó a cabo la eterificación de glicerol en modo batch a 120ºC y presión atmosférica. Para ambas reacciones se utilizaron aproximadamente 0,2 g de catalizador, 26,1g de alcohol bencílico y 4,45 g de glicerol. Se tomaron aproximadamente 0,15 g de muestra a distintos tiempos de reacción en el lapso de 6hs, se filtraron con filtros de poro de 0,45μm y se analizaron por GC-MS. Se volvió a determinar la densidad de sitios ácidos luego de la reacción donde el Csin mostró una pérdida de más del 80% de sitios ácidos, mientras que el Ccom mantuvo dicha acidez. Se observó que el Csin-SO3H es algo más activo que el Ccom-SO3H y presenta resultados más favorables en cuanto a la distribución de productos esperados. Los rendimientos obtenidos para el ME y el DE, que son los productos deseados, son cercanos al 60 y 20% respectivamente.