Catalizadores bifuncionales a base de imogolita, Ni y Mo para el mejoramiento de las propiedades fisicoquímicas del bio-aceite proveniente de cáscara de avena

• A Gonzalez Departamento Procesos Industriales, Facultad de Ingeniería, Universidad Católica de Temuco, P.O. Box 15D., Temuco Código Postal 4780000, Chile
• M.A. Placencia Departamento Procesos Industriales, Facultad de Ingeniería, Universidad Católica de Temuco, P.O. Box 15D., Temuco Código Postal 4780000, Chile
• Nicolas Arancibia Dirección:Center fortheDevelopment ofNanoscience and Nanotechnology (CEDENNA), Facultad de Química y Biología, Universidad de Santiago de Chile, P.O. Box 653, Santiago 9160000, Chile

Palabras clave: Pirólisis, bio-aceite, imogolita, catalizador bifuncional

Resumen

Pirólisis es un proceso atractivo para la obtención de biocombustibles y compuestos de alto valor para la industria química. Es reportado que aluminosilicatos como la zeolita y metales de transición pueden mejorar algunas características de los bio-aceites, dependiendo de las condiciones operacionales. Debido a ello, en este trabajo se evaluó el efecto de dos catalizadores bifuncionales a base de un aluminosilicato nanotubular (imogolita) impregnado con Ni o Mo sobre las propiedades fisicoquímicas del bio-aceite. Para ello, se determinó pH, viscosidad cinemática, contenido de agua y composición química mediante fraccionamiento químico de los bio-aceites obtenidos. Este trabajo logró visualizarque imogolita impregnada con Ni ò Mo mejora la acidez y disminuye la viscosidad del bio-aceite. Sin embargo, el alto contenido de agua en éste no permite el uso del bio-aceite como biocombustible, No obstante, se detecta que la presencia de los catalizadores favorece la formación de compuestos fenólicos de suma importancia para la industria química como intermediarios de productos de alto valor agregado.

Citas

J. Fermoso, J.M. Coronado, P.Pizarro, D.P. Serrano. “Transportation Biofuels via the Pyrolysis Pathway: Status and Prospects”, In book: Encyclopedia of Sustainability Science and Technology (2017) 1-33.

C. T. Zhang, L. Zhang, Q. Li, Y. Wang, Q. Liu, T. Wei, D. Dong, S. Salavati, M. Gholizadeh, X. Hu. “Catalytic pyrolysis of poplar wood over transition metal oxides: correlation of catalytic behaviors with physicochemical properties of the oxides”. Biomass and Bioenergy 124, (2019) 125-141.

D.R. Naron, F.X. Collard, L. Tyhoda, J.F. Görgens. “Production of phenols from pyrolysis of sugarcane bagasse lignin: catalyst screening using thermogravimetric analysis- thermal desorption-gas chromatography-mass spectroscopy”. Journal of Analyticaland Applied Pyrolysis 138, (2019) 120-131.

Q. Lu, M. Zhou, W. Li, X. Wang, M. Cui, Y. Yang.” Catalytic fast pyrolysis of biomass with noble metal-like catalysts to produce high-grade bio-oil” : analytical Py-GC/MS study, 302, (2018) 169-179.

W. Wang, X. Li, D.Ye, L. Cai, S.Q. Shi.” Catalytic pyrolysis of larch sawdust for phenol-rich bio-oil using different catalysts”. RenewableEnergy, 121, (2018) 146-152.

C.M. Lok, J. VanDoorn, G. A. Almansa. “Promoted ZSM-5 catalyst for the production of bio-aromatics. A review.” Renewable and Sustainable Energy Reviews 113 (2019) 109248.

M.A. Machado, S. He, T.E. Davies, K. Seshan, V. Teixeira. “Renewable fuel production from hydropyrolysis of residual biomass using molybdenum carbide-based catalysts : an analytical PY-GC / MS investigation”. Catalysis 302, (2018) 161–168.

N. Arancibia-miranda, S. Lillo, M. Escudey. “Nanotubular aluminosilicates: a case study for science and industry”. Journal of Chilean Chemical Society 58, (2013) 4.

V.C. Farmer, A.R. Fraser, M.J. Tait. “Synthesis of imogolite: a tubular aluminium silicate polymer”. Journal of Chemical Society and Chemical. Communications. 13 (1977) 462-463.

S.W. Banks, A.V. Bridgwater. “Catalytic fast pyrolysis for improved liquid quality. In: Handbook of biofuels production. Processes and Technologies”. 2nd Edition, ed. R. Luque, C.S.K. Lin, K. Wilson, J. Clark. (2016)pp. 391-429.

E. Bahadori, V. Vaiano, S. Esposito, M. Armandi, D. Sannino.”Photo-activated degradation of tartrazine by H2O2 as catalyzed by both bare and Fe-doped methyl-imogolite nanotubes, 304 (2018) 199-207.

R. Gelli, S. Buffa, P. Del Tempesti, M. Bonini, F. Ridi, P. Baglioni. “Enhanced formation of hydroxyapatites in gelatin / imogolite macroporous hydrogels“. Journal of Colloid and Interface Science 511, (2018) 145-154.

E. Garrone, B. Bonelli. “Imogolite for catalysis and adsorption, In: Nanosized Tubular Clay Minerals” 1st Edition Halloysite and Imogolite, P. Yuan, A. Thill, F. Bergaya (eds), Elsevier, Amsterdam,(2016)pp. 672-707.

R. Miranda, C. Rosa, D. Bustos, E. Carrillo, M. Rodríguez-Cantú. “Characterization of Pyrolysis Products Obtained During the Preparation of Bio-Oil and Activated Carbon”. In: Lignocellulosic Precursors Used in the Synthesis of Activated Carbon - Characterization Techniques and Applications in the Wastewater Treatment. Ed. V. Hernandez and A. Bonilla,IntechOpen, (2012).

C. Leyva, J. Ancheyta, A. Travert, F. Maugé, L. Mariey, J. Ramírez, M. Rana. “Activity and surface properties of NiMo/SiO2-Al2O3 catalysts for hydroprocessing of heavy oils”. Applied Catalysis A: General 425-426:1-12,(2012).

S. Ren, P. Ye, A.P. Borole. “Separation of chemical groups from bio-oil water-extract via sequential organic solvent extraction. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 123, (2017) 30-39.

J. Lehto, A. Oasmaa, Y. Solantausta, M. Kytö, D. Chiaramonti. “Review of fuel oil quality and combustion of fast pyrolysis bio-oils from lignocellulosic biomass”. Applied Energy 116, (2014) 178-190.