Foto-Oxidación de glicerol con TiO2 dopado con Cu

Abstract

El biodiesel es una fuente de energía alternativa que ha ido aumentando su popularidad en los últimos años y una mayor demanda significa una mayor oferta, es por ello que su producción ha aumentado. Esto ha implicado un aumento considerable en la formación de otros productos fruto de la misma reacción, como lo es el glicerol. Con el objetivo de dar un nuevo rumbo al exceso de glicerol producido se han hecho estudios para aprovechar este producto como materia prima y de esta forma poder transformarlo en nuevos productos con un mayor valor en el mercado. Uno de los objetivos del presente trabajo fue sintetizar, caracterizar y evaluar el efecto que el catalizador de TiO2 dopado con Cu (5% en peso) tiene en la reacción foto oxidativa de glicerol, buscando obtener productos como gliceraldehído (GCD), dihidroxiacetona (DHA), ácido glicólico, ácido glicérico, ácido fórmico y formaldehído. Otro de los objetivos de este trabajo consistió en determinar las mejores condiciones de operación en las que la reacción podría arrojar los mejores rendimientos hacia los productos antes mencionados, las variables a considerar fueron temperatura, concentración del glicerol y carga de catalizador. Para la evaluación de este catalizador y la determinación de las condiciones óptimas de reacción se usó un diseño de experimentos generado con el programa Design-Expert 11; la experimentación se realizó en un reactor tipo batch con agitación constante y con una fuente de radiación UV (8W, 254 nm) inmersa en el centro de éste. El monitoreo de estas reacciones se llevó a cabo mediante un muestreo realizado cada 2 horas, las muestras se prepararon y posteriormente se analizaron en un equipo de UHPLC Thermo Scientific Vanquish para la determinación y cuantificación de los productos obtenidos a lo largo de la reacción, además se determinó el Carbono Orgánico Total (TOC) presente en las muestras en un equipo Shimadzu TOC-L. Posteriormente se procedió a la interpretación de los datos obtenidos en los diferentes equipos, estos datos mostraron que el TiO2 dopado con Cu al 5% en peso cataliza la reacción de oxidación del glicerol, obteniéndose de esta forma diferentes productos como dihidroxiacetona (DHA), gliceraldehído (GCD), ácido fórmico y formaldehído; obteniendo de esta forma 14.5 mg/L, 19.1 mg/L, 43.4 mg/L y 211.3 mg/L respectivamente, todos ellos con una temperatura de 40 °C, 0.1M de solución de glicerol y 0.4 g/L de catalizador.