Estudio preliminar de la preparación de carbonatos cíclicos por cicloadición del epóxido de limoneno con CO2 empleando TiO2, MOF (UiO-67-bpydc MIL-125-NH2), MCM-41 con basicidad tipo Lewis
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Date
2023-11-12
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
La captura y utilización selectiva de carbono como materia prima para sintetizar productos químicos y combustibles de valor añadido es un paso prometedor hacia la reducción de la concentración de CO2 atmosférico y la obtención de productos químicos de alto valor. La reacción de cicloadición de CO2 a epóxidos para la formación de carbonatos cíclicos es una opción interesante en la fijación de CO2. A escala industrial los epóxidos usados se derivan principalmente de materias primas petroquímicas, sin embargo, en la actualidad se busca obtener sustratos biorenovables utilizados en la industria como el epóxido de limoneno el cual es extraído de residuos de biomasa, como cáscaras de naranja o de limón. Entre las diversas clases de catalizadores estudiados para la cicloadición de CO2 a carbonatos cíclicos encontramos las redes organometálicas (MOFs), considerados materiales catalíticos prometedores debido a sus propiedades topológicas y estructuras que pueden diseñarse mediante la elección de los nodos metálicos y diferentes ligandos orgánicos. De igual forma los materiales mesoporosos como él (TiO2) y el MCM-41 resultan ser bastantes llamativos por la facilidad para prepararlos y su uso como soporte para la inmovilización de una alta densidad de funcionalidades ácido de Lewis (LA) y básico de Lewis (LB) CO2-fílicas de metales, compuestos orgánicos y catalizadores homogéneos proporcionado facilidades técnicas relacionadas con estabilidad, separación, y reutilización de los catalizadores. Con base a esto los catalizadores UiO-67 (Zr/Ti)-bpydc y MCM-41-bpydc mostraron una conversión de 98,05 % y 94,81% para el epóxido de estireno con una selectividad de 3,51 % y 2,52 % respectivamente para nuestro producto de interés bajo las condiciones de 6 atm de presión, 100 °C de temperatura y 6 horas de reacción sin co-catalizador mostrando el efecto sinérgico de los sitios básico de Lewis para la activación del CO2 y el soporte suministrando sitios acido de Lewis para la activación del epóxido.
Description
Keywords
Catalizadores heterogéneos, fijación química de CO2, dióxido de carbono, carbonatos cíclicos, epóxidos