Catalizadores sólidos para la mejora de fuentes renovables.

Catálisis en disolventes bio-renovables. Diego J. Ramón

Solid Catalysts for the Upgrading of Renewable Sources. [2019]. Nicoletta Ravasio and Federica Zaccheria (Eds.). MDPI Books. https://doi.org/10.3390/books978-3-03897-573-1
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El uso de catalizadores sólidos para la mejora de las fuentes renovables ofrece la oportunidad de combinar los dos núcleos principales de la química verde, es decir, por un lado, el establecimiento de procesos sostenibles y, por otro, el uso de materiales derivados de la biomasa. Los catalizadores sólidos han asumido un papel de liderazgo en los procesos petroquímicos tradicionales y podrían representar una herramienta clave en las nuevas tecnologías impulsadas por la biorrefinería.

En este número especial se tratan temas relacionados con la preparación y uso de sistemas catalíticos heterogéneos para la transformación de fuentes renovables, así como de materiales derivados de residuos y subproductos agroindustriales.

La importancia cada vez mayor de los bioproductos, debido a la aceptación y solicitud de los consumidores, hace que la transformación de la biomasa en productos químicos y materiales no sólo sea una cuestión medioambiental, sino también una ventaja económica.

Un catalizador desarrollado por la Universidad de Zaragoza ayudará a producir de forma más eficiente,económica y respetuosa con el medio ambiente el óxido de etileno.

Equipo investigador que ha desarrollado el trabajo, con Jesús Santamaría a la derecha, en los laboratorios del INA.

Ramirez, A., Hueso, J. L., Suarez, H., Mallada, R., Ibarra, A., Irusta, S. and Santamaria, J. (2016), A Nanoarchitecture Based on Silver and Copper Oxide with an Exceptional Response in the Chlorine-Promoted Epoxidation of Ethylene. Angew. Chem.. doi:10.1002/ange.201603886

Científicos de la Universidad de Zaragoza en el Instituto de Nanociencia de Aragón (INA) han creado un nuevo catalizador, que ayudará a producir de forma más eficiente (mayor cantidad de producto a menor temperatura), económica y respetuosa con el medio ambiente un compuesto de gran importancia industrial: el óxido de etileno.

El óxido de etileno es el decimocuarto compuesto orgánico por tonelaje a nivel mundial. Además de servir para sintetizar etilenglicol (usado como anticongelante, en la fabricación de poliéster, perfumes, lubricantes, disolventes y plastificantes, entre otros usos), así como otros éteres glicólicos y etanolaminas, se emplea también como esterilizador en aparatos de uso médico o en la maduración acelerada de vegetales.

A pesar de la importancia del óxido de etileno en la industria química, su producción presenta problemas importantes en cuanto a la selectividad de la reacción y las condiciones de operación. El catalizador de referencia en la industria hoy (nanopartículas de plata soportadas sobre alúmina de baja área superficial) requiere una variedad de promotores metálicos (metales alcalinos como el cesio y otros metales como molibdeno, tungsteno y cromo). Además, para alcanzar una selectividad suficiente, durante la producción industrial se añade dicloroetano u otros compuestos conteniendo cloro, junto con un alto porcentaje de etano, con los problemas económicos y ambientales que esto conlleva.

El catalizador desarrollado en la Universidad de Zaragoza, a pesar de no utilizar promotores, no solo presenta una mayor actividad (con rendimientos significativos a partir de unos 100 grados centígrados, unos 75 menos que el catalizador estándar), sino que además es capaz de operar de forma estable sin necesidad de añadir continuamente dicloroetano a la alimentación. Tal es el potencial del catalizador formado por Nanoestructuras de plata embebidas en óxido de cobre, que la Universidad de Zaragoza ya ha presentado una patente para proteger su posible explotación.

Este catalizador se ha obtenido dentro del proyecto internacional Advanced Grant HECTOR, dirigido por el catedrático de Ingeniería Química Jesús Santamaría. En el estudio han participado los doctorandos Adrián Ramírez y Hugo Suárez, y los doctores José Luis Hueso, Reyes Mallada y Silvia Irusta así como el doctor Alfonso Ibarra, del Laboratorio de Microscopías Avanzadas del INA.

La nanoestructura de este nuevo catalizador ha podido elucidarse gracias a las instalaciones del Laboratorio de Microscopías Avanzadas, que ha revelado una configuración en la que las fases de plata y óxido de cobre se entremezclan, permitiendo una fuerte interacción entre ellas.

Libro: Advances in Catalyst Deactivation

Catalyst

Advances in Catalyst Deactivation (2016)
Calvin H. Bartholomew and Morris D. Argyle (EDS). Publisher: MDPI AG – Multidisciplinary Digital Publishing Institute

ACCESO AL LIBRO. 

 

La desactivación del catalizador, la pérdida en el tiempo de la actividad catalítica y / o selectividad, es un problema de permanente preocupación en la práctica de los procesos catalíticos industriales.
Los costes para la industria de recambio para catalizador y proceso de apagado de decenas de miles de millones de totales dólares por año. Si bien la desactivación del catalizador es inevitable para la mayoría de los procesos, algunas de sus consecuencias drásticas inmediatas pueden ser evitadas, pospuestas, o incluso invertirse.

Este número especial se centra en los avances recientes en la desactivación y regeneración del catalizador, incluyendo los avances en:

  • La comprensión científica de los mecanismos;
  • El desarrollo de métodos y herramientas para la investigación mejorado y
  • Los modelos más potentes de desactivación y regeneración.