Esterificación catalítica del ácido levulínico con UiO-66, sistema batch y a presión

Abstract

La esterificación del ácido levulínico para producir ésteres es de gran interés en la actualidad debido al potencial de estos compuestos como aditivos de combustible. El objetivo de la investigación es la obtención de ésteres levulínicos mediante una reacción catalítica de esterificación del ácido levulínico. Para ello se han sintetizado catalizadores UiO-66 mediante el método solvotermal a 120 °C, variando el tiempo de síntesis de 24, 18, 12 y 6 h. Se analizaron dos alternativas de sistemas de reacción: batch y a presión. Los materiales fueron caracterizados por difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido, espectroscopia infrarroja, espectroscopía fotoelectrónica de rayos X e isotermas de adsorción de N2. El progreso de la reacción fue seguido por cromatografía gaseosa y espectroscopía de masa. En el sistema batch, el MOF con síntesis de 6 hs mostró la mayor actividad y selectividad al producto deseado, mientras que para el sistema a presión los MOFs con 24 y 18 h de síntesis presentaron los mayores rendimientos.The esterification of levulinic acid to produce esters is of great interest today due to the potential of these compounds as fuel additives. The objective of the research is to obtain levulinic esters by means of a catalytic reaction of esterification of levulinic acid. For this, UiO-66 catalysts have been synthesized using the solvothermal method at 120 °C, varying the synthesis time of 24, 18, 12 and 6 hours. Two reaction systems were analyzed: batch and pressure. The materials were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and N2 adsorption isotherms. The progress of the reaction was followed by gas chromatography and mass spectroscopy. In the batch system, the MOF with synthesis of 6 hours showed the highest activity and selectivity to the desired product, while for the pressure system the MOFs with 24 and 18 hours of synthesis presented the highest yields.