EMPLEO DEL MATERIAL UIO-66(ZR) PARA LA VALORIZACIÓN DE LOS SUBPRODUCTOS GENERADOS EN LA INDUSTRIA DEL BIODIESEL.

Abstract

La dependencia a nivel global del uso de combustibles fósiles ha provocado una problemática ambiental creciente, derivada de las emisiones de contaminantes provenientes de estos. Ante esta situación, una de las soluciones planteadas es el uso de biocombustibles para mitigar los impactos negativos sobre el medio ambiente. En concreto, el biodiésel, es objeto de extensos estudios debido a su viabilidad como biocombustible gracias a las reacciones químicas simples y condiciones moderadas. La producción mundial de biodiésel está creciendo como nunca y eso ha generado que haya un exceso de glicerina, que es el subproducto principal en la producción de biodiésel. Su versatilidad permite su reutilización en diversas aplicaciones como la industria farmacéutica y la cosmética, pero para ello necesita ser purificada, lo que incrementa la inversión económica. Por este motivo, la valorización del glicerol crudo mediante su conversión directa en productos de alto valor añadido utilizando procesos de producción sostenibles es clave para la industria del biodiésel. Por ello, en este trabajo, se ha realizado la valorización directa de la glicerina en reacciones de acetalización con benzaldehído, generando productos que se pueden aplicar como bioaditivos en la industria del biodiesel contribuyendo a promover la economía circular. Para ello, se ha utilizado un catalizador heterogéneo de tipo MOF que presenta una riqueza química y estructural difícil de encontrar en otros materiales. Dentro de estos, se ha empleado el material UiO-66 (Zr) por su alta actividad catalítica en diversos tipos de reacciones. De manera que, se ha sintetizado este material y se han realizado diversas técnicas de caracterización para verificar su estructura y composición. Además, se ha optimizado la reacción con un diseño de experimentos factorial completo centrado en las caras, para poder conseguir la mayor conversión posible en la reacción de acetalización de benzaldehído y glicerina, obteniendo como mejores condiciones de temperatura 130 ºC y un 20% en peso de concentración de catalizador. Además, con las ecuaciones predictivas de la conversión de benzaldehído y la selectividad hacia los productos, se ha validado la capacidad de predicción de los modelos, obteniendo un buen ajuste de la regresión lineal. Por último, tras haber obtenido una alta conversión (86%), en condiciones óptimas y transcurridas 24 horas, se ha realizado un estudio cinético, para evaluar la conversión a diferentes tiempos. Asimismo, se han evaluado distintos sustituyentes derivados del benzaldehído, a tiempos más bajos (4 horas), destacando el 4-bromobenzaldehído con el que se obtiene una mayor conversión que el benzaldehído. Aunque otros, como el antraceno, produce un impedimento estérico, dificultando el acceso a los centros activos del catalizador produciendo una conversión de la reacción mucho más baja.