Oscar Felipe Arbelez PrezFelipe Bustamante LondooAda Luz Villa Holgun emailcontacto:oscarfelipe3@yahoo.esUso de bioetanol para la sntesis de Dietil carbonato por reaccin con CO2

CONTENIDO*

INTRODUCCION*Figura 1. Usos del etanol producido a partir de biomasa. Bioetanol Compuestos de mayor valor agregado. Aditivos para combustibles Biomasa: Maz, Caa de azcar, sorgo EtanolEtileno, acetato de etilo, cido actico E. Csfalvaya, G. R. Akiena, L. Qia, I. T. Horvth Catal.Today in pressDEC(Dietil Carbonato)

Sntesis orgnica: agente de etilacin y carbonilacin.Intermediario en la produccin de carbonatos, carbamatos e isocianatos.Sntesis policarbonatos, poliuretanos.Lubricante.Solvente.Aditivo para celdas de litio.

Fosgeno Haluros alqulicos (como el etil cloruro)MTBE (aditivo de combustibles)DEC como sustituto:*

*Sntesis directa de dietil carbonato a partir de dixido de carbono y etanol

EaEaEa : Energa de activacin sin catalizador

Ea: Energa de activacin con catalizador*Propsito: Utilizar bioetanol en reaccin con el dixido de carbono para la sntesis de dietil carbonato utilizando catalizadores mono y bimetlicos de Cu y Ni

*Cu-Ni/CACu-Ni/ZrO2

Lavado y filtrado*Carbn Activado Comercial Reflujo en HCl 2M, 12 h, 94CTratamiento H2SO4 4M, 2h, agitacinConservacin en desecador Lavado y filtradoProceso de pretatamiento del carbn activado

*Ultrasonido 30 minreposo 24 hRoto evaporacin (180 mmHg vaccum, 60 C y 100 rpm)Pirolisis 25 ml/min N2 0.5C/min 600C by 3 hActivacin 25 ml/min 5%H2/Ar 0.5C/min 600C by 3 hProducto:Cu-Ni/CASntesis de los catalizadores mono y bimetlicos de Cu y Ni sobre CA

Sntesis de los catalizadores mono y bimetlicos soportados en zirconiaReduccin H2/Ar1C/min-600C-3hIsopropanol H2O Sol-gel**Montes, C., Martnez, L., Odriozola, J., Centeno, M. Catalysis Today.107, pp. 800-808, 2005Isopropanol Zr4(OC4H9)2 Rotaevaporacin60 rpm, 80 mm Hg, 80C Calcinacin 1 C/min-600C-3hFigura 3. Preparacin de los catalizadores Cu-Ni/ZrO2HClCu(NO3)2.6H2O Ni(NO3)2.3H2O

Envejecimiento 24 h *

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Evaluacin de la actividad catalticaFigura 5. Montaje experimental para la evaluacin de los catalizadores en la sntesis de DEC (1) Burbujeador, (2) controlador de temperatura, (3) reactor, (4) vlvula control de flujo, (5) espectrmetro de masas.

Condiciones de reaccin:90C, 1.0 g catalizador, 13 bares *

* Actividad catalizadores soportados en AC Los catalizadores monometlicos tienen menor actividad cataltica que las muestras bimetlicas: posible efecto sinrgico entre el Cu y el Ni. A mayor contenido de Cu, mayor actividad. El catalizador ms activo fue Cu:Ni-3:1. Los catalizadores evaluados presentaron adecuada selectividad hacia la formacion de DEC.

Resultados y Anlisis

*Difractogramas de los catalizadores soportados en AC

Formacin de la aleacin Cu-Ni favoreci la adsorcin del etanol sobre la superficie del catalizador, provocando un efecto sinrgico y aumento en la actividad cataltica.

*rea superficial BET(m2/g)

La incorporacin de los metales disminuy el rea superficial BET con respecto al carbn activado ( 1080 m2/g ). No se observ ninguna tendencia entre el area superficial BET y el contenido de metales.

*Actividad cataltica catalizadores soportados sobre ZrO2

La adicin de Cu y Ni modific las propiedades de la ZrO2 y a su vez mejor la actividad cataltica de las muestras preparadas.

*Difractogramas de los catalizadores Cu-Ni/ZrO2 En los catalizadores mono y bimetlicos se encontraron seales en 2 = 43 y 50, las cuales corresponden a la difraccin de Cuo y seales en 2 = 44.5 y 51.8, correspondientes a la difraccin del Nio.M: Fase monoclnicaT: Fase Tetragonal

*Al igual que en la muestras preparadas sobre carbn activado, la incorporacin de Cu y Ni, disminuy el area superficial, pero sin ninguna tendencia con la actividad cataltica Area superficial de los catalizadores Cu-Ni/ZrO2

*Desorcin a temperatura programada TPD-NH3 Los catalizadores Cu:Ni-3:1 y Cu:Ni-2:1 exhiben un pico a 222.3C y 231.6 C, respectivamente, que se atribuye a un aumento de la fuerza cida con el aumento de contenido de Cu.

El desplazamiento a una mayor temperatura (Cu:Ni-2:1) sugiere la presencia de sitios cidos ms fuertes, promoviendo la interaccin entre el Cu, el Ni y la ZrO2, lo que se correlaciona con su mayor actividad cataltica.

*Desorcin a temperatura programada TPD-CO2 Los catalizadores exhibieron un pico de desorcin de CO2 alrededor de 117 C.

Las muestras bimetlicas con mayor contenido de Cu (Cu-Ni:3-1 y Cu-Ni:2-1) mostraron una mayor cantidad de sitios bsicos a esa temperatura

CONCLUSIONES * Se prepararon y caracterizaron catalizadores mono y bimetlicos de Cu y Ni soportados en carbn activado y ZrO2 con diferentes relaciones molares Cu-Ni los cuales resultaron ser efectivos en la sntesis directa de carbonato de dietilo a partir de etanol y dixido de carbono.

Las relaciones molares Cu-Ni:3-1/AC y Cu-Ni:2-1/AC mostraron la mayor actividad cataltica, la cual probablemente estuvo relacionada con la formacin de la aleacin Cu-Ni, generando un efecto sinrgico, el cual favoreci la actividad de las muestras bimetlicas sobre las monometalicas.

Las relaciones molares Cu-Ni:3-1/ZrO2 y Cu-Ni:2-1/ZrO2 mostraron la mayor acidez y basicidad, a la vez que fueron los materiales ms activos en la formacin del DEC a partir de dixido de carbono y etanol.

La utilizacin de etanol como material de partida para la sntesis de DEC muestra su potencial en la formacin de compuestos de mayor valor agregado (tcnico, econmico y ambiental).

AGRADECIMIENTOS Apoyo econmico de la UdeA a traves del proyecto CODI EO 1557 y la estrategia de sostenilidad 2013-2014*

Gracias por su atencin

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