Fernando Trejo Zárraga

Presentación del tema: "Fernando Trejo Zárraga"— Transcripción de la presentación:

1 Fernando Trejo Zárraga
CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA “Síntesis de catalizadores nanoestructurados para la conversión de glicerol en otros productos” Presenta Fernando Trejo Zárraga 14 de diciembre de 2015.

2 ¿De dónde viene la energía que consumimos?
CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA ¿De dónde viene la energía que consumimos? - 2 -

3 ¿Cuánto cuesta producir un barril de petróleo?
CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA ¿Cuánto cuesta producir un barril de petróleo? 49 - 3 -

4 Usando otras alternativas para obtener energía…
CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA Usando otras alternativas para obtener energía… CO2 Azúcares, almidones Fermentación Deshidratación Etanol Hidrólisis Lignina, celulósicos Pirólisis Hidrotratamiento Gasolina Gasificación Fischer-Tropsch Diesel Hidrotratamiento Aceites FAME’s (biodiesel) Transesterificación Glicerol - 4 -

5 Obtención de biodiesel
CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA Obtención de biodiesel - 5 -

6 Mecanismo de reacción con un catalizador alcalino
CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA Mecanismo de reacción con un catalizador alcalino - 6 -

7 CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA
Transesterificación - 7 -

8 CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA
Justificación Biodiesel (~90 %masa) Glicerol (~10 %masa) Oxígeno 1,2-propanodiol 1,3-propanodiol Glicerol Carbono Hidrógeno - 8 -

9 CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA
Objetivos General: Producir 1,2-propanodiol a partir de la hidrogenólisis de glicerol usando un catalizador de óxidos mixtos (CuAl) Específicos: Sintetizar catalizadores CuAl con diferentes composiciones catalíticas Optimizar la producción de 1,2-propanodiol mediante un diseño de experimentos Caracterizar los catalizadores sintetizados por diferentes técnicas (XPS, TEM, SEM, EDS, TGA, etc.) - 9 -

10 Metodología experimental
CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA Metodología experimental Nitrato de cobre Nitrato de aluminio Hidróxido de sodio Agitación Añejamiento Filtrado y lavado Calcinación Cu:Al (3:1) Reducción en H2 - 10 -

11 Caracterización del catalizador
CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA Caracterización del catalizador Fisisorción de N2 XRD XPS SEM-EDS TEM - 11 -

12 CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA
Evaluación catalítica y caracterización del producto Reactor por lotes Cromatografía de gases - 12 -

13 CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA
Exp. TR, °C wcat TC, °C t, h 1 220 2.30 300 6 2 3.74 400 15 3 5.18 500 24 4 250 5 7 280 8 9 6 < t < 24 300 < Tc < 500 2.30 < wcat < 5.18 220 < TR < 280 - 13 -

14 Caracterización del catalizador – Propiedades texturales
CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA Caracterización del catalizador – Propiedades texturales Temp. calcinación, °C Sin reducción Reducido ASE, m2/g DPP, Å VPP, cm3/g 300 64 98 0.12 80 175 0.09 400 52 107 0.11 72 182 0.10 500 47 116 0.13 68 193 - 14 -

15 Caracterización del catalizador – EDS Composición promedio, %atómico
CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA Caracterización del catalizador – EDS Elemento Composición promedio, %atómico Sin reducción Reducido Al 13.53 14.12 Cu 37.34 39.79 - 15 -

16 Caracterización del catalizador – XRD
CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA Caracterización del catalizador – XRD () CuO; () Cu; (*) Cu2O. a) Sin reducción y calcinado a 500°C; b) Calcinado a 500°C y reducido; c) Calcinado a 400°C y reducido; d) Calcinado at 300°C y reducido - 16 -

17 Caracterización del catalizador –XPS
CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA Caracterización del catalizador –XPS Cu+1 No reducido Cu+2 Reducido - 17 -

18 Caracterización del catalizador – SEM
CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA Caracterización del catalizador – SEM Sin reducción Reducido - 18 -

19 Caracterización del catalizador – TEM
CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA Caracterización del catalizador – TEM Sin reducción Reducido - 19 -

20 Caracterización del catalizador – TGA
CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA Caracterización del catalizador – TGA Reducido Sin reducción - 20 -

21 Caracterización del catalizador gastado – XRD
CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA Caracterización del catalizador gastado – XRD () Cu. a) 6 h; b) 24 h. - 21 -

22 Resultados experimentales
CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA Resultados experimentales Exp Conversión, % Selectividad a 1,2-PDO, % 1 13.62 63.06 2 43.06 77.66 3 74.26 78.84 4 45.66 74.65 5 63.93 77.99 6 21.75 71.09 7 31.48 42.67 8 16.14 62.25 9 54.18 48.59 - 22 -

23 CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA
CONCLUSIONES Los óxidos mixtos de Cu y Al pueden usarse en la hidrogenólisis de glicerol La relación atómica óptima fue 3:1 (Cu:Al) El catalizador más activo se obtuvo al calcinar a 500°C La máxima conversión lograda fue 74.26% con selectividad hacia 1,2-PDO de 78.84% usando una concentración de catalizador de 5.18 %peso. La reacción se llevó a cabo a 220°C - 23 -

24 CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA
PRODUCTOS LOGRADOS Formación de recursos humanos: 1 alumno de posgrado por graduarse - 24 -

25 CICATA – IPN UNIDAD LEGARIA
AGRADECIMIENTOS - 25 -