Síntesis de ácido láctico a partir de glicerol mediante catalizadores metálicos soportados en CeO2

Abstract

El glicerol es un recurso con alto potencial de reutilización y revalorización. Una manera de lograr esto es a través de una ruta catalítica que transforme selectivamente el glicerol en ácido láctico, una sustancia utilizada como materia prima para la obtención de ácido poliláctico. Esta transformación química es una oxidación que se lleva a cabo en un medio alcalino, utilizando catalizadores metálicos soportados (catálisis heterogénea). El principal objetivo de esta tesis es desarrollar un catalizador metálico soportado que sea activo y selectivo en la transformación de glicerol en ácido láctico. Se prepararon muestras monometálicas de Au, Cu y Pd sobre CeO2 mediante el método de precipitación-deposición. Sus propiedades se compararon mediante distintos métodos de caracterización, y se realizaron reacciones bajo condiciones definidas para evaluar la actividad catalítica de las muestras. Posteriormente, se estudió el efecto de las condiciones operativas variando la temperatura, la concentración inicial de glicerol y larelación entre glicerol y álcali. Se concluyó de estas experiencias que se podría utilizar una combinación de Au y Pd para mejorar el desempeño catalítico y la selectividad hacia ácido láctico. Por ello, se prepararon muestras bimetálicas soportadas sobre CeO2 para determinar si la interacción entre estos metales funcionaría mejor. En síntesis, los resultados de esta tesis permitieron obtener una mejor comprensión del rol del catalizador en esta reacción y del efecto de las variables operativas

Glycerol is a resource with high potential for reuse and valorization. One way to achieve this is through a catalytic route that selectively transforms glycerol into lactic acid, a substance used as a raw material for obtaining polylactic acid. This chemical transformation is an oxidation that takes place in an alkaline medium, using supported metal catalysts (heterogeneous catalysis). The main objective of this thesis is to develop a supported metal catalyst that is active and selective in the transformation of glycerol into lactic acid. Monometallic samples of Au, Cu and Pd on CeO2 were prepared by the reception-deposition method. Their properties were compared by different characterization methods, and reactions were carried out under defined conditions to evaluate the catalytic activity of the samples. Subsequently, the effect of the operating conditions was studied by varying the temperature, the initial concentration of glycerol and the ratio between glycerol and alkali. It is concluded that these experiences could be used in combination with Au and Pd to improve the catalytic performance and selectivity towards lactic acid. Therefore, bimetallic samples supported on CeO2 were prepared to determine if the interaction between these metals would work better. In summary, the results of this thesis allowed to obtain a better understanding of the role of the catalyst in this reaction and the effect of the operating variables.