A sustainable process for biodiesel production using Zn/Mg oxidic species as active, selective and reusable heterogeneous catalysts

This paper describes the preparation and characterization of MgO and ZnO-based catalysts, pure and mixed in different proportions, supported on γ-Al2O3. Their catalytic performance was studied in the transesterification of soybean oil and castor oil with methanol and butanol, attempting to produce biodiesel. XRD (X-ray diffraction), SEM?EDS (scanning electron microscopy?energy dispersive X-ray spectroscopy), CO2-adsorption and N2-adsorption allowed characterizing the prepared catalysts. The characterization results were in all cases consistent with mesoporous solids with high specific surface area. All the catalysts exhibited good results, especially in the transesterification of castor oil using butanol. For this reaction, the reuse was tested, maintaining high FABE (fatty acid butyl esters) yields after four cycles. This good performance can be attributed to the basic properties of the Mg species, and simultaneously, to the amphoteric properties of ZnO, which allow both triglycerides and free fatty acids to be converted into esters. Using these catalysts, it is possible to obtain second-generation biodiesel, employing castor oil, a raw material that does not compete with the food industry. In addition, butanol can be produced from renewable biomass.Fil: Navas, Marisa Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Ruggera, José Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Lick, Ileana Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Casella, Mónica L.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; Argentin

Utilización de fases de Anderson Rh(III)-hexamolibdato soportadas en γ-A2O3 como catalizadores para la eliminación de NO3- y NO2- en aguas

Se realizó la preparación de un catalizador empleando una fase de Anderson Rh(III)-hexamolibdato (RhMo6) y otro convencional obtenido por impregnación sucesiva de sales de ambos metales (RhMo), ambos soportados en γ-Al2O3. La caracterización de la fase pura y de los catalizadores se realizó utilizando DRX, Microscopía-SEM-EDS y Espectroscopía vibracional Raman Microprobe, con las cuales se observó la conservación de la fase cuando es soportada. La interacción heteropolianión-soporte se analizó mediante Reducción a Temperatura Programada. Este estudio permitió comprobar un efecto sinérgico entre el Rh y Mo, a través del cual la reducibilidad del Mo se vio promovida por la presencia del metal noble. Ambos catalizadores fueron empleados en la reacción de hidrogenación de NO3- a N2. Con el catalizador conteniendo la fase de Anderson (RhMo6/(G)) se logró la eliminación prácticamente total de NO3-, con una selectividad a N2 superior al 98%. Cuando la reacción se llevó a cabo en presencia de CO2, la actividad del catalizador RhMo6/(G) disminuyó, pero se logró que la selectividad del intermediario NO2- fuera cero y la selectividad hacia N2 aumentara hasta un 99.75%.Two Rh-Mo catalysts were prepared: one using a Rh(III)-hexamolibdate Anderson phase (RhMo6) and the other through conventional successive impregnation of both metal salts (RhMo). Both catalysts were supported on γ-Al2O3. Characterization of the pure phase and of the catalysts was performed using XRD, SEM-EDS-Microscopy and Raman Microprobe Vibrational Spectroscopy, which allowed observing the preservation of the phase structure when it was supported. The heteropolyanion-support interaction was analyzed by Temperature-programmed reduction. This study allowed us to check a synergic effect between Rh and Mo, through which Mo reducibility was promoted by the presence of the noble metal. Both catalysts were used in the NO3- to N2 hydrogenation reaction. With the catalyst containing the Anderson phase (RhMo6/(G)) the virtual elimination of NO3- was achieved, with a selectivity towards N2 higher than 98%. When the reaction was conducted in the presence of CO2, its activity decreased, but the selectivity towards NO2- was almost zero and the selectivity towards N2 increased to 99.75%

Estudio del efecto del soporte en la eliminación de NO3-en aguas empleando catalizadores a base de Rh(III)-hexamolibdato

Se estudió la eliminación catalítica de NO3- en agua empleando catalizadores basados en heteropolioxometalatos de estructura tipo Anderson (RhMo6). Como soportes se utilizaron γ-Al2O3(G), un precursor de alúmina Al(OH)3 calcinado a 550°C (B), α-Al2O3(A) y SiO2(S). Todos los catalizadores fueron activos en la eliminación de NO3-. El orden de actividad decreciente fue el siguiente: RhMo6/G > RhMo6/S > RhMo6/A > RhMo6/B. Las diferencias observadas pueden ser asignadas a las diferentes características texturales entre los soportes. La interacción heteropolianión/soporte produce una superficie activa, en la que existe un efecto sinérgico entre los dos metales que favorece la actividad catalítica. Con respecto a la selectividad a N2 en todos los catalizadores soportados sobre alúminas con distintas características fue superior al 90%. Para el catalizador soportado sobre SiO2 la selectividad fue baja (64%). La menor selectividad a N2 puede deberse a que la SiO2 se comporta como intercambiador catiónico no favoreciendo la impregnación de un polianión como (RhMo6)

Nanocatalizadores de platino soportados sobre un sistema proteína de capa-s/partículas poliméricas : obtención, caracterización y comportamiento en la reacción de reduccción de p-nitrofenol

En este trabajo se prepararon y caracterizaron bionanocatalizadores de platino soportados sobre un template formado por proteínas de capa-S y nanopartículas poliméricas. Las proteínas de capa-S utilizadas fueron aisladas de L. kefiri y las nanopartículas poliméricas fueron a base de poliuretano y acrílico, sintetizados mediante el método del prepolímero y por polimerización en emulsión, respectivamente. Una vez obtenidos los catalizadores, se lo redujo con H2 gaseoso a temperatura ambiente. Todos los sistemas fueron caracterizados por FTIR y microscopía electrónica de transmisión para evaluar la eficiencia de la síntesis de las nanopartículas poliméricas, la morfología del template proteína de capa-S/nanopartículas poliméricas y la distribución de tamaños de las partículas metálicas. Los catalizadores se emplearon en la reacción de reducción del p-nitrofenol con NaBH4, la cual fue seguida espectrofotométricamente, midiendo la absorción del reactivo a 400 nm. Se obtuvieron conversiones de entre 80 y 100% para tiempos de reacción de entre 1 y 1.5 h, obteniéndose los mejores resultados con el catalizador soportado sobre el template capa-S de L. kefiri 83111/acrílico. La excelente performance alcanzada se asigna a la capacidad del template proteínas de capa-S/nanopartículas poliméricas de actuar como guía del crecimiento y ensamblaje de las nanopartículas de platino.Fil: Huggias, Sofía . Universidad Nacional de La PlataFil: Bolla; Patricia A.. Universidad Nacional de La PlataFil: Serradell;María A.. Universidad Nacional de La PlataFil: Peruzzo, Pablo J.. Universidad Nacional de La PlataFil: Casella, Mónica L.. Universidad Nacional de La Plat

Preparación de carbones sulfonados y su utilización en la eterificación de glicerol con alcohol bencílico

Los catalizadores a base de carbón se presentan como una alternativa para la reacción de eterificación de glicerol, ya que pueden ser preparados a partir de precursores de bajo costo, resultan estables en condiciones de reacción no oxidantes, y ofrecen la posibilidad de ser funcionalizados y recuperados para su reutilización En el presente trabajo se estudió la obtención de materiales carbonosos (Cst: con “template" y Csc: carbonización directa) funcionalizados con diferentes grupos sulfónicos (–SO3H y -PhSO3H) para emplearlos como catalizadores heterogéneos en la reacción de eterificación de glicerol (Gly) con alcohol bencílico (BA). Los resultados obtenidos fueron comparados con el desempeño catalítico (conversión y selectividad) de un carbón comercial (Cc), sulfonado en las mismas condiciones. A todos los sistemas ensayados (con y sin tratamiento de funcionalización) se les realizó el análisis superficial, microscopía SEM-EDAX y se les determinó la concentración de sitios ácidos. Para estudiar la estabilidad, se evaluó la reutilización de dichos materiales manteniendo las condiciones de reacción. El método de carbonización con template de sílicato resultó el más adecuado para conseguir un material carbonoso con características superficiales apropiadas para su posterior sulfonación (Cst-SO3H y Cst-PhSO3H). Con estos sistemas se consiguieron buenos resultados de conversión de BA (próximos al 100%) y de selectividad hacia dos de los productos de interés (mayor al 85% para la suma del mono y diéter). Además, estos catalizadores mostraron un desempeño aceptable luego de tres ciclos consecutivos de reacción. Sin embargo, la conversión obtenida fue menor ciclo tras ciclo, producto del bloqueo y lixiviado de los sitios ácidosFil: Chiosso, M. Eugenia. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires.Fil: Faroppa, M. Laura. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires.Fil: Casella, Mónica L.. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires.Fil: Merlo, Andrea B.. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires

Oxidation of glycerol with H2O2 on Pb-promoted Pd/γ-Al2O3 catalysts

A series of bimetallic Pd-Pb catalysts with a constant Pd content of 1 wt% and Pb/Pd atomic ratio from 0 to 1.6 supported on γ-Al2O3 were prepared and used for glycerol oxidation with H2O2 as the oxidizing agent at atmospheric pressure, 45℃ and pH=11. The morphology and dispersion of the catalysts were characterized by scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDX) and transmission electron microscopy (TEM). The presence of an alloy phase in the bimetallic catalyst was detected by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Glycerol conversion obtained with the monometallic Pd catalyst was 19%, which was increased to 100% with the addition of Pb. The four bimetallic PdPb catalysts were able to oxidize glycerol to dihydroxyacetone (DIHA) and the selectivity to DIHA reached 59%, 58%, 34% and 25% for PdPb0.25, PdPb0.50, PdPb1.00 and PdPb1.60 catalysts, respectively.Facultad de Ciencias ExactasCentro de Investigación y Desarrollo en Ciencias AplicadasFacultad de Ingenierí

Oxidación de glicerol sobre catalizadores de platino soportados en carbón y modificados por bismuto

En el presente trabajo se estudian catalizadores de Pt y PtBi soportados sobre carbón para la reacción de oxidación de glicerol (GLY) en fase líquida. El objetivo de este proceso es obtener selectivamente productos de alto valor agregado a partir del glicerol. Se optimizaron las condiciones de reacción las cuales resultaron ser: temperatura 60ºC,un pH de 5, una cantidad de H2O2 para obtener una concentración de 10v de O2, 100 mg de catalizador y relación molar GLY/Pt de 400. Luego de 4 h de reacción el catalizador Pt/C alcanzó una conversión de GLY de 37% con una selectividad de 57% a ácido glicérico. Se estudió el efecto de la concentración de Bi variando la relación Pt:Bi. Se observó que la relación óptima entre ambos metales fue Bi/Pt 0.5 (PtBi0.50/C). Dicho catalizador presentó una selectividad a dihidroxiacetona de un 84.5% para una conversión de 43%.In the present work carbon-supported Pt and PtBi catalysts were studied in the liquid-phase glicerol (GLY) oxidation reaction. The aim of this process is selectively obtain products of high added value from glycerol. The optimum reaction conditions were: temperature 60°C, pH = 5, H2O2 concentration so as to obtain 10vol % O2, 100 mg of catalyst and a GLY/Pt molar ratio of 400. After 4 h of reaction the Pt/C catalyst achieved a GLY conversion of 37% with a selectivity to glyceric acid of 57%. The effect of the Bi concentration was studied by varying the Pt:Bi atomic ratio. It was observed that the optimum ratio between both metals was Bi/Pt = 0.5 (PtBi0.50/C). This catalyst showed a selectivity to dihydroxyacetone of 84.5% for a GLY conversion of 43%.Trabajo publicado en Álvarez, María E., Sandra G. Casuscelli, Mónica E. Crivello y Griselda A. Eimer (eds.). Actas del XX Congreso Argentino de Catálisis. Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Córdoba, Buenos Aires, 2017.Facultad de Ciencias Exacta

Oxidación de glicerol sobre catalizadores de platino soportados en carbón y modificados por bismuto

En el presente trabajo se estudian catalizadores de Pt y PtBi soportados sobre carbón para la reacción de oxidación de glicerol (GLY) en fase líquida. El objetivo de este proceso es obtener selectivamente productos de alto valor agregado a partir del glicerol. Se optimizaron las condiciones de reacción las cuales resultaron ser: temperatura 60ºC,un pH de 5, una cantidad de H2O2 para obtener una concentración de 10v de O2, 100 mg de catalizador y relación molar GLY/Pt de 400. Luego de 4 h de reacción el catalizador Pt/C alcanzó una conversión de GLY de 37% con una selectividad de 57% a ácido glicérico. Se estudió el efecto de la concentración de Bi variando la relación Pt:Bi. Se observó que la relación óptima entre ambos metales fue Bi/Pt 0.5 (PtBi0.50/C). Dicho catalizador presentó una selectividad a dihidroxiacetona de un 84.5% para una conversión de 43%.In the present work carbon-supported Pt and PtBi catalysts were studied in the liquid-phase glicerol (GLY) oxidation reaction. The aim of this process is selectively obtain products of high added value from glycerol. The optimum reaction conditions were: temperature 60°C, pH = 5, H2O2 concentration so as to obtain 10vol % O2, 100 mg of catalyst and a GLY/Pt molar ratio of 400. After 4 h of reaction the Pt/C catalyst achieved a GLY conversion of 37% with a selectivity to glyceric acid of 57%. The effect of the Bi concentration was studied by varying the Pt:Bi atomic ratio. It was observed that the optimum ratio between both metals was Bi/Pt = 0.5 (PtBi0.50/C). This catalyst showed a selectivity to dihydroxyacetone of 84.5% for a GLY conversion of 43%.Trabajo publicado en Álvarez, María E., Sandra G. Casuscelli, Mónica E. Crivello y Griselda A. Eimer (eds.). Actas del XX Congreso Argentino de Catálisis. Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Córdoba, Buenos Aires, 2017.Facultad de Ciencias Exacta

Oxidación de glicerol sobre catalizadores de platino soportados en carbón y modificados por bismuto

En el presente trabajo se estudian catalizadores de Pt y PtBi soportados sobre carbón para la reacción de oxidación de glicerol (GLY) en fase líquida. El objetivo de este proceso es obtener selectivamente productos de alto valor agregado a partir del glicerol. Se optimizaron las condiciones de reacción las cuales resultaron ser: temperatura 60ºC,un pH de 5, una cantidad de H2O2 para obtener una concentración de 10v de O2, 100 mg de catalizador y relación molar GLY/Pt de 400. Luego de 4 h de reacción el catalizador Pt/C alcanzó una conversión de GLY de 37% con una selectividad de 57% a ácido glicérico. Se estudió el efecto de la concentración de Bi variando la relación Pt:Bi. Se observó que la relación óptima entre ambos metales fue Bi/Pt 0.5 (PtBi0.50/C). Dicho catalizador presentó una selectividad a dihidroxiacetona de un 84.5% para una conversión de 43%.In the present work carbon-supported Pt and PtBi catalysts were studied in the liquid-phase glicerol (GLY) oxidation reaction. The aim of this process is selectively obtain products of high added value from glycerol. The optimum reaction conditions were: temperature 60°C, pH = 5, H2O2 concentration so as to obtain 10vol % O2, 100 mg of catalyst and a GLY/Pt molar ratio of 400. After 4 h of reaction the Pt/C catalyst achieved a GLY conversion of 37% with a selectivity to glyceric acid of 57%. The effect of the Bi concentration was studied by varying the Pt:Bi atomic ratio. It was observed that the optimum ratio between both metals was Bi/Pt = 0.5 (PtBi0.50/C). This catalyst showed a selectivity to dihydroxyacetone of 84.5% for a GLY conversion of 43%.Trabajo publicado en Álvarez, María E., Sandra G. Casuscelli, Mónica E. Crivello y Griselda A. Eimer (eds.). Actas del XX Congreso Argentino de Catálisis. Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Córdoba, Buenos Aires, 2017.Facultad de Ciencias Exacta

Oxidation of glycerol with H2O2 on Pb-promoted Pd/γ-Al2O3 catalysts

A series of bimetallic Pd-Pb catalysts with a constant Pd content of 1 wt% and Pb/Pd atomic ratio from 0 to 1.6 supported on γ-Al2O3 were prepared and used for glycerol oxidation with H2O2 as the oxidizing agent at atmospheric pressure, 45℃ and pH=11. The morphology and dispersion of the catalysts were characterized by scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDX) and transmission electron microscopy (TEM). The presence of an alloy phase in the bimetallic catalyst was detected by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Glycerol conversion obtained with the monometallic Pd catalyst was 19%, which was increased to 100% with the addition of Pb. The four bimetallic PdPb catalysts were able to oxidize glycerol to dihydroxyacetone (DIHA) and the selectivity to DIHA reached 59%, 58%, 34% and 25% for PdPb0.25, PdPb0.50, PdPb1.00 and PdPb1.60 catalysts, respectively.Facultad de Ciencias ExactasCentro de Investigación y Desarrollo en Ciencias AplicadasFacultad de Ingenierí