Materiales carbonosos dispersando simultáneamente nitrógeno y metales de transición para la hidrodesoxigenación selectiva de guaiacol

Como solución a la problemática socio ambiental originada por la alta demanda de combustibles fósiles se plantea la transición hacia el uso de las energías renovables para desarrollar un modelo energético basado en una economía circular potenciando el logro de los objetivos de desarrollo sostenible....

Full description

Autores:
Pérez Espinoza, Juliana
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2025
Institución:
Universidad de Antioquia
Repositorio:
Repositorio UdeA
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/47538
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/10495/47538
Palabra clave:
Guayacol
Guaiacol
Ciclohexanoles
Cyclohexanols
Nitrógeno
Nitrogen
Desarrollo sostenible
sustainable development
Hidrodesoxigenación
Materiales carbonosos porosos
Ciclohexanol
http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_35332
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ODS 7: Energía asequible y no contaminante. Garantizar el acceso a una energía asequible, fiable, sostenible y moderna para todos
ODS 13: Acción por el Clima. Adoptar medidas urgentes para combatir el cambio climático y sus efectos
Rights
openAccess
License
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description Como solución a la problemática socio ambiental originada por la alta demanda de combustibles fósiles se plantea la transición hacia el uso de las energías renovables para desarrollar un modelo energético basado en una economía circular potenciando el logro de los objetivos de desarrollo sostenible. En este sentido, la biomasa lignocelulósica no comestible es una fuente potencial de productos químicos y/o energéticos lo que la convierte en una fuente de carbono de interés para el desarrollo de las biorrefinerías. Los tratamientos térmicos de la biomasa lignocelulósica resultan derivar en un bioaceite del cual se pueden obtener compuestos de alto valor agregado, sin embargo, el alto contenido de grupos oxigenados hace necesario un proceso de refinamiento. Entre estos, la hidrodesoxigenación (HDO) es una de las tecnologías más estudiadas, a partir de una serie de reacciones de desoxigenación, deshidratación, hidrogenación se pueden obtener una amplia variedad de productos aromáticos, alcoholes y cicloalcanos. Sin embargo, es necesario el uso de un catalizador para dirigir la reacción hacia el producto de interés, pero debido a la complejidad del bioaceite por su alto contenido de oxígeno se hace necesario el diseño de catalizadores. La hidrodesoxigenación catalítica de compuestos modelo representativos del bioaceite es un área de gran interés en investigación, variables como la presión de hidrogeno, la temperatura y la optimización en el desarrollo de un catalizador heterogéneo que sea selectivo, activo, estable siguiendo una ruta que permita la obtención de un producto de valor agregado es un reto académico e industrial actual. En este trabajo se desarrollaron materiales carbonosos porosos funcionalizados con N, un heteroátomo para modificar las propiedades electrónicas, estos materiales se utilizaron para dispersar metales de transición como hierro y níquel en bajas cargas metálicas (< 10% en masa de Ni+Fe). La evaluación de la actividad catalítica en HDO de guaiacol (GUA) permitió evidenciar altas conversiones de GUA alcanzando el 95% con selectividad a ciclohexanol (49 %) el producto de hidrogenación y desoxigenación parcial en el catalizador Ni4.4Fe0.2NCMK3(900).
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spelling Palacio Olarte, Rubén AlbertoPérez Espinoza, JulianaQuímica de Recursos Energéticos y Medio Ambiente2025-10-06T16:28:13Z2025https://hdl.handle.net/10495/47538Como solución a la problemática socio ambiental originada por la alta demanda de combustibles fósiles se plantea la transición hacia el uso de las energías renovables para desarrollar un modelo energético basado en una economía circular potenciando el logro de los objetivos de desarrollo sostenible. En este sentido, la biomasa lignocelulósica no comestible es una fuente potencial de productos químicos y/o energéticos lo que la convierte en una fuente de carbono de interés para el desarrollo de las biorrefinerías. Los tratamientos térmicos de la biomasa lignocelulósica resultan derivar en un bioaceite del cual se pueden obtener compuestos de alto valor agregado, sin embargo, el alto contenido de grupos oxigenados hace necesario un proceso de refinamiento. Entre estos, la hidrodesoxigenación (HDO) es una de las tecnologías más estudiadas, a partir de una serie de reacciones de desoxigenación, deshidratación, hidrogenación se pueden obtener una amplia variedad de productos aromáticos, alcoholes y cicloalcanos. Sin embargo, es necesario el uso de un catalizador para dirigir la reacción hacia el producto de interés, pero debido a la complejidad del bioaceite por su alto contenido de oxígeno se hace necesario el diseño de catalizadores. La hidrodesoxigenación catalítica de compuestos modelo representativos del bioaceite es un área de gran interés en investigación, variables como la presión de hidrogeno, la temperatura y la optimización en el desarrollo de un catalizador heterogéneo que sea selectivo, activo, estable siguiendo una ruta que permita la obtención de un producto de valor agregado es un reto académico e industrial actual. En este trabajo se desarrollaron materiales carbonosos porosos funcionalizados con N, un heteroátomo para modificar las propiedades electrónicas, estos materiales se utilizaron para dispersar metales de transición como hierro y níquel en bajas cargas metálicas (< 10% en masa de Ni+Fe). La evaluación de la actividad catalítica en HDO de guaiacol (GUA) permitió evidenciar altas conversiones de GUA alcanzando el 95% con selectividad a ciclohexanol (49 %) el producto de hidrogenación y desoxigenación parcial en el catalizador Ni4.4Fe0.2NCMK3(900).As a solution to the socio-environmental problems caused by the high demand for fossil fuels, a transition to the use of renewable energies is being proposed to develop an energy model based on a circular economy, promoting the achievement of sustainable development goals. In this regard, non-edible lignocellulosic biomass is a potential source of chemical and/or energy products, making it a source of carbon of interest for the development of biorefineries. Thermal treatments of lignocellulosic biomass result in a bio-oil from which high value-added compounds can be obtained. However, the high content of oxygenated groups requires a refining process. Among these, hydrodeoxygenation (HDO) is one of the most studied technologies. Through a series of deoxygenation, dehydration and hydrogenation reactions, a wide variety of aromatic products, alcohols and cycloalkanes can be obtained. However, a catalyst is needed to direct the reaction towards the product of interest, but due to the complexity of bio-oil due to its high oxygen content, it is necessary to design catalysts. The catalytic hydrodeoxygenation of representative model compounds of bio-oil is an area of great interest in research, with variables such as hydrogen pressure, temperature, and optimization in the development of heterogeneous catalysts. However, a catalyst is needed to direct the reaction towards the product of interest, but due to the complexity of bio-oil due to its high oxygen content, it is necessary to design catalysts. The catalytic hydrodeoxygenation of representative model compounds of bio-oil is an area of great interest in research. Variables such as hydrogen pressure, temperature, and the optimization of the development of a heterogeneous catalyst that is selective, active, and stable, following a route that allows the obtaining of a value-added product, are a current academic and industrial challenge. In this work, porous carbonaceous materials functionalized with N, a heteroatom for modifying electronic properties, were developed. These materials were used to disperse transition metals such as iron and nickel in low metal loads (< 10% by mass of Ni+Fe). The evaluation of the catalytic activity in HDO of guaiacol (GUA) showed high GUA conversions reaching 95% with selectivity to cyclohexanol (49%) as the product of hydrogenation and partial deoxygenation on the Ni4.4Fe0.2NCMK3(900)Universidad de Antioquia. Vicerrectoría de investigación. Comité para el Desarrollo de la Investigación - CODIColombia. Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación - MinCienciasUniversidad de LilleCatálisis HeterogéneaCOL0015393PregradoQuímico51 páginasapplication/pdfspaUniversidad de AntioquiaQuímicaDepartamento de Ciencias BásicasMedellín, ColombiaFacultad de Ciencias Exactas y NaturalesCampus Medellín - Ciudad Universitariahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAttribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 Internationalhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Materiales carbonosos dispersando simultáneamente nitrógeno y metales de transición para la hidrodesoxigenación selectiva de guaiacolTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPTexthttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/draft[1] F. Brienza, D. Cannella, D. Montesdeoca, I. Cybulska, y D. P. 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Adoptar medidas urgentes para combatir el cambio climático y sus efectosProducción de compuestos aromáticos y combustibles renovables a partir de la hidrodesoxigenación catalítica de compuestos oxigenados derivados de la biomasa lignocelulósicaSIIU 2023-60336CODI 92140RoR:03bp5hc83RoR:03fd5ne08RoR:02kzqn938PublicationLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-814837https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/84534d93-0eec-4216-8379-003aa43dc7d5/downloadb76e7a76e24cf2f94b3ce0ae5ed275d0MD53falseAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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