Valorización de biomasa : Desarrollo de catalizadores heterogéneos para la oxidación del glicerol crudo obtenido en el proceso de producción de biodiesel

• Autores: Faroppa, María Laura
• Año de publicación: 2023
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Casella, Mónica Laura; Siri, Guillermo Jorge
• Materia: Ciencias Exactas; Química; Glicerol; oxidación; Pt; Pd; peróxido de hidrógeno
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

En la presente Tesis se busca alcanzar el aprovechamiento del glicerol mediante su oxidación selectiva utilizando catalizadores heterogéneos. En los últimos años, ha aumentado el consumo de energía a nivel mundial, incrementándose la demanda de combustibles fósiles. Como es sabido este recurso energético es no renovable y por consiguiente es prioridad encontrar alternativas energéticas sustentables y renovables. Los biocombustibles son una alternativa de energía renovable por lo que es un recurso ilimitado. Este biocarburante se obtiene mediante transesterificación generando una mezcla de ésteres metílicos y glicerol como principal subproducto. El aumento en la producción de biodiesel ha ocasionado recientemente un gran superávit de glicerol. Esto ha incentivado la búsqueda de nuevas aplicaciones que lo transformen en productos valiosos y así poder contribuir a la sustentabilidad de la producción del biodiesel. Este trabajo de Tesis se ordena en nueve capítulos. En el capítulo 1 se presenta la situación de comercialización del biocombustible a nivel mundial y a nivel local. Además se explica los diferentes métodos de elaboración del biocombustibles indicando las ventajas y desventajas del uso del mismo. Luego, se presenta el glicerol desde un enfoque químico, para comprender sus características y potencialidades en las reacciones de valorización. Aquí se presentan todas las posibles alternativas para realizar la valoración del glicerol. En el capítulo 2 se presenta un análisis exhaustivo de la reacción de oxidación del glicerol que es el tema de esta Tesis. Se discuten y se analizan los datos presentes hasta la fecha y es el punto de partida para las investigaciones realizadas en la presente Tesis. Además, se plantean los objetivos generales y específicos de la Tesis. En el capítulo 3 se describen los soportes utilizados para la realización de los catalizadores. Se detallan las diferentes técnicas de preparación de catalizadores heterogéneos. Luego, se realiza un breve resumen de las técnicas de caracterización utilizadas en los catalizadores, mencionando el propósito de su empleo, así como un breve comentario sobre el fundamento teórico de las mismas. Por último, se describen los instrumentos, aparatos y equipos que se utilizaron para obtener los resultados experimentales que se presentarán en los capítulos posteriores. En el capítulo 4 se detalla el modo de preparación de todos los catalizadores monometálicos y bimetálicos que fueron utilizados en la presente tesis, sobre los soportes alúmina y carbón que han sido descriptos en el capítulo anterior. Además, se presentan y discuten los resultados obtenidos de la caracterización realizada mediante las distintas técnicas fisicoquímicas descriptas anteriormente. Durante el desarrollo del capítulo 5 se efectúan estudios en los cuales se determinaron las condiciones bajo las cuales se realizaron los ensayos experimentales en lo concerniente a los fenómenos de transferencia de materia para conocer la existencia o no de controles difusionales en los resultados, analizando la influencia de diferentes variables operativas en la oxidación en fase acuosa del glicerol. En el capítulo 6 se exponen los resultados de la oxidación de glicerol en fase líquida con catalizadores monometálicos de platino soportados en carbón y alúmina. A su vez, se exponen los resultados obtenidos al realizar la misma reacción de oxidación con los catalizadores bimetálicos, utilizando los siguientes promotores: Bi, Cu, Pb o Sn. En el capítulo 7 se exponen los resultados de la oxidación de glicerol en fase líquida con catalizadores monometálicos de paladio modificado con plomo en diferentes relaciones atómicas y soportados sobre alúmina. Previo a la realización de las reacciones de oxidación del glicerol con catalizadores de Pd modificado con Pb soportados en alúmina, se estudiarán las mejores condiciones de reacción para ésta serie de catalizadores, para ello se utilizó el catalizador monometálico Pd soportado en alúmina. En el capítulo 8 se describe el glicerol crudo utilizado en la presente Tesis, con sus diferentes especificaciones. Luego, se procede a la realización de dos ensayos de oxidación uno al glicerol crudo directamente y otro al glicerol crudo que previamente ha sido sometido a un proceso de secado con los catalizadores seleccionados según los resultados obtenidos en los capítulos anteriores. Finalmente, en el capítulo 9 se exponen, en base a los resultados obtenidos, las conclusiones finales de este trabajo de Tesis, así como también una breve reseña sobre las perspectivas a futuro del presente trabajo.
Doctor en Ciencias Exactas, área Química
Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Ciencias Exactas