Desarrollo de Zeolitas Ga-ZSM-11 para la Síntesis de Ácido Láctico

Abstract

En el presente trabajo se analiza la influencia de la temperatura de reacción y del contenido de galio en la zeolita ZSM-11 (estructura MEL) en la obtención de ácido láctico a partir de dihidroxiacetona (DHA). El catión metálico fue incorporado por impregnación húmeda en distintas concentraciones (~ 2-10% p/p). La estructura ZSM-11 se confirmó por DRX para todas las muestras, en tanto que en los materiales impregnados la cristalinidad disminuyó a medida que se incrementó la cantidad del catión incorporado al catalizador. Por el método BET se analizó el área superficial y se encontró que la misma disminuye al aumentar el contenido de Ga incorporado. Mediante FTIR con adsorción de piridina se determinó la cantidad, fuerza y relación de sitios ácidos. El estudio por TPR señaló la reducción de las especies superficiales vecinas a los enlaces Ga-O y la reducción de Ga+3 a Ga+. El análisis de reflectancia difusa de UV-visible indicó la dispersión de los posibles aglomerados de óxidos de galio. Dichos materiales exhibieron un buen desempeño catalítico en la conversión de dihidroxiacetona (DHA) a ácido láctico, molécula plataforma de gran interés actual.

In the present work, we analyzed the influence of the reaction temperature and the gallium content in zeolite ZSM-11 (MEL structure) in the production of lactic acid from dihydroxyacetone (DHA). The metal cation was incorporatedby wet impregnation in different concentrations (~2-10% w/w). The ZSM-11 structure was confirmed by XRD for all samples, whereas in the impregnated materials the crystallinity decreased as the amount of the cation incorporated in the catalyst increased. The surface area was analyzed by BET method and it was found that it decreases when the incorporated Ga content increases. By means of FTIR with pyridine adsorption, the amount, strength and ratio of acidic sites were determined. The study by TPR indicated the reduction of the superficial species neighboring the Ga-O bonds and the reduction of Ga+3to Ga+. The UV-visible diffuse reflectance analysis indicated the dispersion of the possible agglomerates of gallium oxides. These materials exhibited a good catalytic performance in the conversion of dihydroxyacetone (DHA) to lactic acid, a platform molecule of great current interest.