Sólidos ácidos SBA-15 modificados con zirconio y estaño para la obtención de 5-HMF a partir de la deshidratación de fructosa

Autores
Diguillo, Eliana; Guiñazu, Nicolas; Mayer, Sergio; Martínez, María Laura; Campos Martín, José Miguel; Falcón, Horacio
Año de publicación
2022
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
La matriz SBA-15 fue sintetizada y modificada mediante la adición de óxidos de estaño y zirconio, y con un tratamiento posterior de sulfatación, para ser evaluada en la deshidratación de soluciones de fructosa altamente concentradas (30 % en peso) para obtener 5-hidroximetilfurfural (HMF) en un sistema bifásico (fase acuosa - fase orgánica). Se obtuvieron los siguientes materiales: SBA-15 con zirconia, (Zr-SBA-15); SBA-15 con zirconia sulfatada (Zr/SO4); SBA-15 con zirconio sulfatado y luego impregnado con estaño (Zr/SO4-Sn); y SBA-15 con zirconia impregnada con estaño y posterior sulfatación (Zr/Sn-SO4). Los perfiles XRD de este catalizador a bajo ángulo exhibieron estructuras mesoporosas con disposición de poros homogénea. Los espectros FTIR de piridina mostraron la presencia de sitios ácidos de Brønsted y Lewis, en estos materiales. De los materiales preparados, Zr/Sn-SO4 se desempeñó como el catalizador más eficiente en esta reacción, alcanzando una conversión de sustrato de 73,1 % y un rendimiento de HMF del 65,2 % en un tiempo de reacción de 120 min, a temperatura de 150 °C. Estos resultados prometedores impulsaron un estudio más detallado de estos catalizadores en la deshidratación de azúcares para obtener productos de interés comercial.
The SBA-15 matrix was synthesized, modified by adding tin and zirconium oxides, and with a sulfation treatment to be evaluated in catalytic applications such as the isomerization of solutions of highly concentrated fructose (30% by weight) to obtain 5-hydroxymethylfurfural (HMF) in a biphasic system (aqueous phase - organic phase). The following materials were obtained: SBA-15 with zirconia, (Zr-SBA-15); SBA-15 with sulfated zirconia (Zr/SO4); SBA-15 with sulfated zirconia and then impregnated with tin (Zr/SO4-Sn); and SBA-15 with tin grafted zirconia and later sulfation (Zr/Sn-SO4). Low-angle XRD profiles of this catalyst exhibited mesoporous structures with homogeneous pore arrangement. FTIR spectra of pyridine showed the presence of Brønsted and Lewis acid sites in these materials. Among them, Zr/Sn-SO4 performed as the most efficient catalyst, reaching a substrate conversion of 73,1 % and a HMF yield of 65,2 % for a reaction time of 120 min at 150 °C. These promising results prompted a more detailed study of these catalysts in dehydration of sugars to obtain commercial interest products.
Fil: Diguillo, Eliana. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Córdoba. Centro de Investigación en Nanociencia y Nanotecnología; Argentina.
Fil: Guiñazu, Nicolas. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Córdoba. Centro de Investigación en Nanociencia y Nanotecnología; Argentina.
Fil: Mayer, Sergio. Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid; España.
Fil: Martínez, María Laura. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Córdoba. Centro de Investigación en Nanociencia y Nanotecnología; Argentina.
Fil: Campos Martín, José Miguel. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Instituto de Catálisis y Petroleoquímica; España.
Fil: Falcón, Horacio. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Córdoba. Centro de Investigación en Nanociencia y Nanotecnología; Argentina.
Peer Reviewed
Materia
HMF
Mesoporos
Fructosa
Deshidratación
Zirconia sulfatada
Estaño
Mesoporous
Fructose
Dehydration
Sulfated zirconia
Tin
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 2.5 Argentina
Repositorio
Repositorio Institucional Abierto (UTN)
Institución
Universidad Tecnológica Nacional
OAI Identificador
oai:ria.utn.edu.ar:20.500.12272/15162
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The SBA-15 matrix was synthesized, modified by adding tin and zirconium oxides, and with a sulfation treatment to be evaluated in catalytic applications such as the isomerization of solutions of highly concentrated fructose (30% by weight) to obtain 5-hydroxymethylfurfural (HMF) in a biphasic system (aqueous phase - organic phase). The following materials were obtained: SBA-15 with zirconia, (Zr-SBA-15); SBA-15 with sulfated zirconia (Zr/SO4); SBA-15 with sulfated zirconia and then impregnated with tin (Zr/SO4-Sn); and SBA-15 with tin grafted zirconia and later sulfation (Zr/Sn-SO4). Low-angle XRD profiles of this catalyst exhibited mesoporous structures with homogeneous pore arrangement. FTIR spectra of pyridine showed the presence of Brønsted and Lewis acid sites in these materials. Among them, Zr/Sn-SO4 performed as the most efficient catalyst, reaching a substrate conversion of 73,1 % and a HMF yield of 65,2 % for a reaction time of 120 min at 150 °C. These promising results prompted a more detailed study of these catalysts in dehydration of sugars to obtain commercial interest products.
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Fil: Campos Martín, José Miguel. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Instituto de Catálisis y Petroleoquímica; España.
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