EFECTO DEL FLÚOR Y PLATINO EN LA FOTO-OXIDACIÓN DE GLICEROL CATALIZADA CON TIO2

Abstract

El glicerol crudo es un subproducto importante obtenido en la producción del biodiesel generado a partir de distintas materias primas como pueden ser grasas animales y aceites vegetales. Con el fin de extender los usos que se le puedan dar al glicerol, se han realizado estudios en los cuales se llevan a cabo diferentes reacciones con el propósito de transformar al glicerol en productos químicos de alto valor agregado. El objetivo de este trabajo fue determinar los efectos del dopaje del óxido de titanio (TiO2) con Flúor (F) y Platino (Pt) sobre la reacción de foto-oxidación de glicerol, orientada principalmente a la obtención de productos como el gliceraldehído o dihidroxiacetona, evitando que en esta reacción se alcance la mineralización. Para evaluar el efecto de dicho dopaje, se hizo uso de los catalizadores de F-TiO2 y Pt-F-TiO2, los cuales fueron sintetizados por el grupo de Catálisis de la Universidad Pedagógica Tecnológica de Colombia. La reacción de foto-oxidación de glicerol se llevó a cabo en un reactor cilíndrico de vidrio tipo batch, provisto de una fuente de irradiación ubicada en el centro del mismo. Dicha lámpara tiene una potencia de 8 W y emite radiación principalmente de 254 nm. Las variables estudiadas para la reacción de foto-oxidación fueron masa de catalizador, temperatura y flujo de oxígeno, obteniéndose como variables de respuesta la concentración de gliceraldehído y contenido de carbono orgánico total (TOC). La primera se determinó mediante espectrofotometría en el equipo Hach DR 5000 UV-Vis y la segunda en un equipo SHIMADZU TOC-L. Así mismo se llevó a cabo un análisis por cromatografía en capa fina y por espectroscopia infrarroja, con el fin de identificar con mayor certeza los productos de interés. A partir de los análisis realizados se determinó que de los productos de interés, el gliceraldehído es el único que se forma durante la reacción de foto-oxidación de glicerol. Se concluyó que la adición de Pt y F al catalizador de TiO2, favorece la formación de gliceraldehído en la reacción de foto-oxidación de glicerol, así mismo se encontró que de las variables estudiadas, la temperatura tiene mayor efecto positivo en la formación de gliceraldehído y que la inyección de oxígeno no es recomendable ya que conduce a la pronta degradación de los productos de interés. Por último, se concluyó que el catalizador Pt-F-TiO2 es el más eficiente en la formación de gliceraldehído, en la reacción de foto oxidación de glicerol. Los alcances mostrados en esta tesis son la suma de esfuerzos de los grupos de investigación participantes, contando entre ellos el grupo de Ingeniería del Centro Conjunto de Investigación en Química Sustentable, así como algunos grupos de apoyo dentro del mismo centro, y el grupo de Catálisis de la Universidad Pedagógica Tecnológica de Colombia.