Catalizadores basados en la sulfatación de óxido de niobio V aplicados en la esterificación de ácido levulínico

Abstract

La síntesis de levulinato de etilo permite valorizar el ácido levulínico generado en biorefinerías basadas en biomasa lignocelulósica. En los últimos años se ha profundizado el estudio de catalizadores heterogéneos para la producción de levulinato de etilo como alternativa prometedora para la generación de biocombustibles. En este trabajo se presenta la síntesis, caracterización y estudio en reacción de los catalizadores basados en óxido de niobio sulfatado. Se investigaron dos metodologías para la síntesis de los catalizadores: inmersión e inmersión con evaporación, y se emplearon como fuente de azufre ácido sulfúrico y sulfato de amonio, generando un total de 6 muestras. La caracterización de los catalizadores sintetizados se realizó por XRD, sortometría de N2, analizador por difracción laser y titulación potenciométrica con n-butilamina. Los catalizadores fueron estudiados en la esterificación de ácido levulínico con etanol a 70 °C, por 5 h, con una velocidad de agitación de 700 RPM, en un reactor batch. Los catalizadores fueron activos y mantuvieron un 77% de la actividad original luego de 15 h en reacción.

The synthesis of ethyl levulinate is a way to valorize the levulinic acid generated in biorefineries based on lignocellulosic biomass. In recent years, the study of heterogeneous catalysts for the production of ethyl levulinate has been deepened as a promising alternative for the generation of biofuels. In this work,the synthesis, characterization and study in reaction of catalysts based on sulfated niobium oxide are presented. Two methodologies for the synthesis of the catalysts were investigated: immersion and immersion with evaporation, and sulfuric acid and ammonium sulfate were used as a source of sulfur, generating a total of 6 samples. The characterization of the synthesized catalysts was carried out by XRD, N2 sortometry, laser diffraction analyzer and potentiometric titration with n-butylamine. The catalysts were studied in the esterification of levulinic acid with ethanol at 70 °C, for 5 h, with a stirring speed of 700 RPM, in a batch reactor. The catalysts were active and maintained 77% of the original activity after 15 h in reaction.