Conversión catalítica de alcohol fusel y etanol utilizando perovskitas del tipo LaM2+O3 como catalizadores
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Date
2022
Authors
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Publisher
Univerisad Santiago de Cali
Abstract
Currently, the development of more environmentally friendly methodologies to produce value-added compounds (PVA) from renewable raw materials has been increasing, mainly for the production of derivatives from fossil sources. Among these raw materials, the products obtained from the industrial processing of sugar cane become important substrates for obtaining these compounds. Fusel alcohol (mixture of different low molecular weight alcohols), obtained as a by-product in the process of obtaining bioethanol via fermentation routes has become a raw material little explored to produce PVA. In addition, its use as a substrate in the Guerbet reaction (RG) has not yet been investigated, therefore, in this work it was proposed catalytic conversion by RG to obtain PVA, added, experiments were performed with ethanol, since this has already been used in GR with heterogeneous catalysts. For this, the use of catalysts possessing acid/base and hydrogenation/dehydrogenation properties such as perovskite type materials are necessary. For this reason, the synthesis, characterization (DRX, Raman, TGA, FTIR and SEM) was performed and use as heterogeneous perovskite catalysts of type LaM2+O3 where M2+ = Cu2+ or Co2+ in the catalytic conversion of fusel alcohol and ethanol using a low pressure fixed bed reactor in order to determine its influence on the type of pervoskitas and how it varies depending on the reaction conditions, added, the products obtained in both reactions were identified by means of CG-EM. They were obtained as main products in the reaction with fusel alcohol alkenes, aldehydes, ketones, alcohols and esters, on the other hand, in the reactions with ethanol, acetaldehyde and 1-butanol was obtained, among other products due to secondary reactions. In the first case, it is necessary to continue the investigation in order to determine some possible routes of formation of the mostly obtained compounds; in the second instance, reactions tended to follow the Guerbet reaction path along with secondary reactions based on the hydrogenation and dehydrogenation of molecules.
Description
En la actualidad, el desarrollo de metodologías más amigables con el medio ambiente para la producción de compuestos de valor agregado (PVA) a partir de materias primas renovables ha ido incrementando, principalmente, para la producción de derivados provenientes de fuentes fósiles. Entre estas materias primas, los productos obtenidos del procesamiento industrial de la caña de azúcar se convierten en sustratos importantes para la obtención de estos compuestos. El alcohol fusel (mezcla de diferentes alcoholes de bajo peso molecular), obtenido como subproducto en el proceso de obtención de bioetanol vía rutas fermentativas se ha convertido en una materia prima poco explorada para la producción de PVA. Adicionalmente, su uso como sustrato en la reacción de Guerbet (RG) todavía no ha sido investigada, por lo tanto, en este trabajo se planteó su conversión catalítica mediante RG para la obtención de PVA, añadido, se realizaron experimentos con etanol, debido a que este ya se ha usado anteriormente en la RG con catalizadores heterogéneos. Para esto, el uso de catalizadores que posean propiedades acido/base y de hidrogenación/deshidrogenación como los materiales tipo perovskitas son necesarios. Por tal motivo, se realizó la síntesis, caracterización (DRX, Raman, TGA, FTIR y SEM) y uso como catalizadores heterogéneos de perovskitas del tipo LaM2+O3 donde M2+ = Cu2+ o Co2+ en la conversión catalítica de alcohol fusel y etanol utilizando un reactor de lecho fijo de baja presión con el objetivo de determinar su influencia en el tipo de pervoskitas y como varía según las condiciones de reacciones, agregado, se identificaron los productos obtenidos en ambas reacciones por medio de CG-EM. Se obtuvieron como productos principales en la reacción con alcohol fusel alquenos, aldehídos, cetonas, alcoholes y esteres, por otro lado, en las reacciones con etanol, se obtuvo acetaldehído y 1-butanol, entre otros productos debido a reacciones secundarias. En el primer caso, es necesario continuar la investigación para determinar algunas posibles rutas de formación de los compuestos mayoritariamente obtenidos; en segunda instancia, las reacciones tenían tendencia a seguir la ruta de reacción de Guerbet junto con reacciones secundarias basadas en la hidrogenación y deshidrogenación de las moléculas.
Keywords
Alcohol fusel, Reacción de Guerbet, Perovskitas, Catálisis heterogénea
Citation
Rojas Rivas, S. (2022). Conversión catalítica de alcohol fusel y etanol utilizando perovskitas del tipo LaM2+O3 como catalizadores. Universidad Santiago de Cali.