Variaciones en método de síntesis de UiO-66-NH2 para esterificación catalítica del ácido levulínico

Abstract

La creciente tendencia al reemplazo parcial de los combustibles derivados del petróleo por aquellos provenientes de la revalorización de biomasa ha tomado gran importancia en el último tiempo. Es por ello que el presente trabajo propone la obtención de ésteres levulínicos mediante una reacción catalítica de esterificación del ácido levulínico, molécula plataforma, con diferentes alcoholes. Para ello se han sintetizado nanocatalizadores  MOFs, que fueron utilizados como catalizadores (UiO-66-NH2), constituidos por circonio como fuente metálica y ácido aminotereftálico como agente ligante orgánico. Se presenta una alternativa de síntesis mediante agitación por vía ultrasónica a temperatura de 60 ºC y una variación en el tiempo de mufla. La finalidad fue lograr una síntesis en condiciones más favorables y mejorar las propiedades estructurales de los catalizadores. Las mismas fueron analizadas por difracción de rayos X, espectroscopía infrarroja,  microscopía electrónica de barrido, espectroscopia de emisión atómica de plasma de microondas,  isotermas de adsorción de N2 y espectrometría de fotoelectrones inducidos por rayos X. El progreso de la reacción catalítica fue seguido por cromatografía gaseosa y espectroscopía de masa. Se optimizaron parámetros como temperatura, masa de catalizador y relación molar de reactivos, buscando mejorar el rendimiento catalítico. Para todos los esteres levulínicos, el MOF que presentó la mayor actividad y selectividad al producto deseado fue el obtenido con un tiempo de síntesis de 6hs, con un rendimiento de 77,54 % a levulinato de metilo, de 34,58 % a levulinato de etilo y de 31,41 % a levulinato de butilo.