Preparación de zirconias y aluminas sulfatadas mediante impregnación con soluciones de titanil sulfato extraídas de la ilmenita para la evaluación en la reacción de esterificación de ácidos grasos

Abstract

La esterificación del ácido oleico con etanol, para la producción de ésteres etílicos como sustituto del combustible diesel, es un proceso netamente catalítico. Generalmente la producción de ésteres alquílicos se lleva a cabo por medio de la esterificación de ácidos grasos en fase homogénea, utilizando como catalizador ácido sulfúrico. En este trabajo presentamos una vía alternativa empleando catalizadores sólidos ácidos con el fin de evitar problemas tales como: corrosión del sistema de reacción, separación del catalizador de la corriente del producto y el impacto ambiental asociado con desechos peligrosos. Zirconias y alúminas fueron sulfatadas mediante impregnación con soluciones de titanil sulfato, extraídas del mineral ilmenita con ácido sulfúrico concentrado. Las zirconias se calcinaron a 600 °C y las alúminas fueron calcinadas a 500 °C. La solución de titanil sulfato fue analizada por espectroscopia de absorción atómica, cuyos resultados indicaron un porcentaje de extracción de titanio del 64,8%. Los catalizadores fueron caracterizados por difracción de rayos X, fluorescencia de rayos X y espectroscopia infrarroja. El área superficial específica de los sólidos fue determinada por medio de la isoterma de adsorción y desorción de nitrógeno, empleando el método BET. Las zirconias sulfatadas ZrO2-SO4-3,1, ZrO2-SO4-5,8 y ZrO2-SO4-9,1 presentaron estructura macroporosa, mientras que las alúminas fueron mesoporosas. Las propiedades ácidas de los sólido fueron analizadas por medio de titulación con n-butilamina utilizando indicadores de Hammett. Las alúminas sintetizadas presentaron mayor fuerza ácida que las zirconias sulfatadas. Los catalizadores fueron evaluados en la esterificación de ácido oleico al 75% con etanol a 80°C. La zirconia ZrO2-SO4-9,1, presentó la mayor actividad catalítica con un 91% de conversión transcurridas 7 horas de reacción