Estudio de la obtención de carbón sulfonado y producción preliminar de furfural a partir de soluciones de xilosa
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Fecha
2018Autor
González Mejía, Juan Sebastián
Barbosa Franco, Erika Lizeth
Director(es)
Piñeros Castro, Nubia Yineth
Conde Rivera, Laura Rosa
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Resumen
Se realizó una modificación química con ácido sulfúrico concentrado a un carbón activado comercial con el fin de obtener un carbón activado sulfonado, y así ser utilizado como catalizador heterogéneo en la reacción de transformación de la xilosa a furfural, el cual es un compuesto clave en las biorrefinerías. Se realizó un test catalítico en medio acuoso con un diseño experimental que contempló las variables de tiempo de reacción, temperatura (100-140°C), carga de catalizador (0.1-1 g catalizador/g xilosa) y concentración inicial de xilosa (10-50 g/L). El carbón cambió significativamente sus propiedades físicas como área superficial (de 763.68 a 397.8 m2/g), área (de 286-155 m2/g) y volumen (de 0.475 a 0.263 cm3/g) medios de poros, y químicas como el contenido de grupos ácidos totales (de 1.350 a 2.242 mmol/g) y de azufre (de 0.09 a 0.23%), y como catalizador resultó ser un parámetro clave en el rendimiento de la reacción, más no en la conversión. Se hizo una recuperación del carbón después de las reacciones por medio de lavado con agua desionizada, pero este método de restauración no fue el más apropiado debido a que no conserva la porosidad del carbón sulfonado antes de ser utilizado en la reacción.
Resumen en idioma extranjero
A chemical modification with concentrated sulfuric acid was done to a commercial active carbon, with the purpose of obtaining a sulfonated activated carbon, and in this way, it could be used as heterogeneous catalyst in the reaction of transformation of the xylose to furfural, and this is a key compound in the biorefineries. A catalytic test was performed in an aqueous media with an experimental design that contemplated the variables of reaction time, temperature (100-140°C), catalyst load (0.1-1 g catalyst/g xylose) and xylose initial concentration (10-50 g/L). The carbon changed meaningfully its physical properties like superficial area (from 763.68 to 397.8 m2/g), pore’s bulk (from 0.475 to 0.263 cm3/g) and area (from 286 to 155 m2/g), and chemicals such as total acid groups (from 1.350 to 2.242 mmol/g) and sulfur content (from 0.09 to 0.23%). As a catalyst, it was proved as a key parameter in the selectivity of the reaction, but not in the conversion. It was done a carbon recuperation through washing after the reactions, but the restoration method was not the proper one because it does not keep the porosity of the sulfonated carbon before it was used in the reaction.
Palabras clave
Xilosa; Furfural; Catalizador heterogéneo; Carbón activado sulfonadoColecciones
- Ingeniería Química [78]
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Respuesta Comentario Repositorio Expeditio
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