Síntesis y caracterización de un óxido mixto de Al2O3-TiO2-W: efecto de la composición en las propiedades ácido-básicas

Abstract

El propósito de este trabajo de tesis de maestría fue estudiar las propiedades ácido base en la síntesis de óxido mixto por el método sol-gel y su aplicación en la descomposición de biomasa para obtener moléculas de alto valor agregado como es el 5-hidroximetilfurfural (5-HMF o HMF). Varios óxidos metálicos, tales como Titania (TiO2) y alúmina (Al2O3) han sido reportados por poseer excelentes propiedades de base ácida, redox y texturales, lo que los hace una muy buena elección como catalizadores o soportes de catalizadores como por ejemplo en la producción de combustibles alternativos a través de la biomasa. Además, estos óxidos al mezclarse pueden adquirir mejores características catalíticas. Esta mejora se atribuye a la generación de nuevos sitios catalíticos, como resultado de una fuerte interacción entre los óxidos, dando lugar a un óxido mixto con mejores propiedades ácido-básicas superficiales, área superficial y alta estabilidad térmica. Por lo tanto, las propiedades superiores del óxido binario Al2O3-TiO2 lo hacen más adecuado para aplicaciones catalíticas que el óxido individual. Se realizó la síntesis de óxidos mixtos Al2O3-TiO2-W haciendo variar en 5, 10, 15 y 20 % en peso de Tungsteno (W) con relación Al2O3-TiO2 50/50 % w/w, por el método sol-gel a pH básico y ácido por el método sol-gel. La caracterización de los soportes se realizó mediante difracción de rayos X, espectroscopia UV-Vis DRS, Fisisorción de nitrógeno y Microscopia Electrónica de barrido y Microscopia Electrónica de Transmisión y desorción a temperatura programada de NH3 y CO2. La evaluación catalítica se realizó en un reactor de 50 ml a una temperatura de 175°C, una presión de 30 bar de Ar y 1000 rpm, en el que se introdujo agua y Tetrahidrofurano con una relación (25/75) y el óxido mixto a una relación con respecto a la D-glucosa 1:2.5 y 1.2 gramos de sal, se tomaron muestras a diferentes tiempos y fueron analizadas por técnicas de cromatografía liquida de alta resolución (HPLC), en el cual el óxido mixto que presento mejor rendimiento conversión de D-Glucosa a HMF fue el 5% en Tungsteno a pH 3 en el cual se obtuvo una conversión del 68% a 2 horas de reacción.