Diseño de un fotorreactor catalítico y su evaluación en una reacción modelo

Grimaldos Palomino, Karen Dayanna

Diseño de un fotorreactor catalítico y su evaluación en una reacción modelo

dc.contributor.advisor	Ramírez Caballero, Gustavo Emilio
dc.contributor.advisor	Martínez Ortega, Fernando
dc.contributor.advisor	Bravo Sanabria, Cesar Augusto
dc.contributor.author	Grimaldos Palomino, Karen Dayanna
dc.contributor.evaluator	Pedraza Avella, Julio Andres
dc.contributor.evaluator	Morales Valencia, Edgar Mauricio
dc.date.accessioned	2025-05-23T12:18:14Z
dc.date.available	2025-05-23T12:18:14Z
dc.date.created	2025-05-22
dc.date.issued	2025-05-22
dc.description.abstract	En este trabajo de investigación se diseñó y ensambló un fotorreactor catalítico con el objetivo de escalar y evaluar una reacción fotocatalítica modelo: la epoxidación del α-pineno. El reactor fue diseñado para aumentar el volumen de reacción de 15 mL a 100 mL, manteniendo la eficiencia observada a menor escala. La elección del α-pineno se debe a que es un monoterpenoide natural presente en plantas como la Artemisia tridentata y la Cannabis Sativa. Su epoxidación genera epóxidos, compuestos de gran valor como intermediarios en la síntesis de productos farmacéuticos y agroquímicos (analgésicos, antifúngicos, antiinflamatorios, antimicrobianos, entre otros). Además, estos epóxidos pueden ser usados como monómeros en la producción de polímeros y resinas, por ejemplo, en la fabricación de polioles para poliuretanos, ampliamente utilizados en la industria de materiales. El diseño adecuado del fotorreactor es esencial para optimizar la interacción entre la luz y el catalizador, permitiendo una mayor generación de especies reactivas que favorecen la conversión de los reactivos en productos deseados. Asimismo, la experimentación en el reactor permite identificar condiciones óptimas de operación como la intensidad de luz, temperatura y concentración de reactivos, influyendo en la cinética y eficacia del proceso. Los resultados obtenidos demostraron que la reacción fotoinducida de Transferencia Átomo Oxígeno (TAO) puede realizarse a mayor escala sin perder selectividad, lo cual valida la funcionalidad del fotorreactor ensamblado. Este sistema está orientado a facilitar el escalamiento de reacciones fotocatalíticas desarrolladas en los laboratorios del Grupo de Investigación en Polímeros (GIP) y del Centro de Investigaciones en Catálisis (CICAT), con miras a una futura aplicación industrial.
dc.description.abstractenglish	In this research work, a catalytic photoreactor was designed and assembled with the aim of scaling up and evaluating a model photocatalytic reaction: the epoxidation of α-pinene. The reactor was developed to increase the reaction volume from 15 mL to 100 mL, while maintaining the efficiency observed at the smaller scale. The selection of α-pinene is due to its nature as a monoterpenoid commonly found in plants such as Artemisia tridentata and Cannabis sativa. Its epoxidation yields epoxides, which are valuable intermediates in the synthesis of pharmaceutical and agrochemical products, including analgesics, antifungals, anti-inflammatory agents, and antimicrobials. Additionally, these epoxides serve as monomers in the production of polymers and resins, such as polyols used in the manufacture of polyurethanes, which are widely applied in the materials industry. Proper photoreactor design is critical to maximizing the interaction between light and the catalyst, thereby enhancing the generation of reactive species that facilitate the conversion of reactants into desired products. Experimental use of the reactor also enables the determination of optimal operating conditions, such as light intensity, temperature, and reactant concentration, all of which influence reaction kinetics and process efficiency. The results demonstrated that the photoinduced oxygen atom transfer (OAT) reaction can be successfully scaled up without loss of selectivity, confirming the effectiveness of the assembled photoreactor. This system is intended to support the scaling of photocatalytic reactions conducted in the laboratories of the Polymer Research Group (GIP) and the Catalysis Research Center (CICAT), with a view toward future industrial application.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Químico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.identifier.reponame	Escuela de Ingeniería Química
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/45617
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.program	Ingeniería Química
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Química
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Epoxidación
dc.subject	Fotorreactor
dc.subject	Fotocatálisis
dc.subject	Estructuras metal orgánicas (MOF)
dc.subject.keyword	Epoxidation
dc.subject.keyword	Photoreactor
dc.subject.keyword	Photocatalysis
dc.subject.keyword	Metal-organic framework
dc.title	Diseño de un fotorreactor catalítico y su evaluación en una reacción modelo
dc.title.english	Design of a catalytic photoreactor and its evaluation in a model reaction
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado