Estudio cinético de la esterificación del ácido levulínico con n-butanol utilizando ácido tungstofosfórico soportados sobre nanopartículas de Fe<SUB>3</SUB>O<SUB>4</SUB> encapsuladas con sílice como catalizador reciclable

Abstract

Se sintetizaron materiales magnéticos basados en heteropolioxometalatos con estructura tipo Keggin inmovilizados en sílice mesoporosa depositada sobre partículas de magnetita (Fe3O4). Se procuró desarrollar una metodología sintética que involucre el menor impacto ambiental posible, cumpliendo la mayor cantidad de postulados de la Química Verde. La magnetita se sintetizó por el método de co-precipitación a partir de sales de hierro, las cuales, posteriormente se recubrieron con óxido de silicio (SiO2) mediante el método sol gel conteniendo ácido tungstofosfórico (TPA). La actividad catalítica del catalizador se estudió en la reacción de esterificación del ácido levulínico con n-butanol y se estudió su cinética. Se evaluaron procesos de transferencia de masa externa así como de difusión intra-partícula. Una ecuación cinética de segundo orden se ajustó a los datos experimentales. Se encontró una energía de activación experimental de 19 kcal/mol.

Magnetic materials based on heteropolyoxometalates with Keggin-like structure immobilized on mesoporous silica deposited on magnetite particles (Fe3O4) were synthesized. We tried to develop a synthetic methodology that involved the least possible environmental impact, fulfilling the greatest number of Green Chemistry postulates. The magnetite was synthesized by the co-precipitation method from iron salts, which were later coated with silicon oxide (SiO2) by the sol gel method containing tungstophosphoric acid (TPA). The catalytic activity of the catalyst was studied in the esterification reaction of levulinic acid with n-butanol and its kinetics was studied. External mass transfer as well as intraparticle diffusion processes were evaluated. A second order kinetic equation was fitted to the experimental data. An experimental activation energy of 19 kcal / mol was found.