Desarrollo de catalizadores sólidos ácidos a base de carbón para la eterificación de glicerol

Abstract

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 (Sintetizados con template, por carbonización directa o sintetizados y funcionalizados en un solo paso) 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, análisis termogravimétricos, FTIR y se les determinó la concentración de sitios ácidos. El avance de la reacción se siguió mediante el análisis de micromuestras en cromatografia gaseosa y los compuestos de reacción se identificaron utilizando un CG/MS. Para estudiar la estabilidad de los sistemas, 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 ácidos.