62 Zirconia

Zirconia sulfatada como un
catalizador para la síntesis de
biodiesel
Javier S. Acevedo Campos, Francisco J. Garza-Méndez,
Eduardo M. Sánchez-Cervantes, José Aguirre-Espinosa
Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Químicas
francisco.garzamd@uanl.edu.mx
RESUMEN
En este trabajo se sintetizaron nanopartículas de zirconia vía microondas,
éstas se utilizaron como soporte decatalizadores sólidos. Se preparó hidróxido
de zirconio por el método sol-gel a partir de propóxido de zirconio e hidróxido
de amonio, una vez obtenido el gel se secó y se sometió a calentamiento por
microondas y un enfriamiento rápido. La zirconia se sulfató con una solución
de ácido sulfúrico y se utilizó como catalizador en la producción de biodiesel
observando su actividad catalítica y concluir que losporcentajes de conversión
son comparables con la síntesis de catálisis básica homogénea.
PALABRAS CLAVE
Biodiesel, zirconia, microondas.
ABSTRACT
In this work zirconia nanoparticles were synthesized using microwaves an
energy source, these were used as a solid catalyst support. Zirconium hydroxide
was prepared by using sol-gel method from zirconium hydroxide and ammonium
hydroxide, after obtainingthe gel. It was dried and heated by microwave and
finally quenched. Zirconia was sulfated with a sulfuric acid solution and used
as catalyst in the biodiesel production observing its catalytic activity and
finally compare that conversion rates are comparable with the synthesis of
homogeneous catalysis.
KEYWORDS
Biodiesel, zirconia, microwaves.
INTRODUCCIÓN
El biodiesel es un combustible noderivado del petróleo basado en ésteres de
alquilo derivados de cualquiera de las transesterificaciones de los triglicéridos o
la esterificación de ácidos grasos libres con alcoholes de baja masa molecular.1
Las propiedades de flujo y la combustión de biodiesel son similares a las
del diesel obtenido del petróleo y, por lo tanto, puede ser utilizado como su
sustituto de éste.2 Como punto de comparación,el biodiesel puro (B100) libera
aproximadamente un 90 % de la energía con respecto al diesel normal, y por
lo tanto, su rendimiento esperado en el motor es casi el mismo en términos
de torque y potencia. El biodiesel, sin embargo, se puede sintetizar a partir de

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Ingenierías, Enero-Marzo 2014, Vol. XVII, No. 62

Zirconia sulfatada como un catalizador para la síntesis de biodiesel / Javier S.Acevedo Campos, et al.

aceite reciclado comúnmente, es biodegradable y
no tóxico, y tiene un punto de inflamación más alto
que el diesel normal. Además, el biodiesel aumenta
la lubricación (incluso en mezclas de sólo 3% o
menos), lo que prolonga la vida del motor y reduce
la frecuencia de sustitución de partes de éste. Otra
ventaja significativa del biodiesel es su perfil de
baja emisión y sucontenido de oxígeno de 10-11%.
El biodiesel se conoce como el biocombustible
amigable con el medio ambiente, ya que proporciona
un medio para reciclar el dióxido de carbono. En otras
palabras, el biodiesel no contribuye al calentamiento
global. Las normas ASTM para el biodiesel
presentan características que son comparables con
el combustible diesel tradicional.3 La tabla I resume
los perfiles deemisión típicos de biodiesel y una de
sus mezclas, B20, que consta de 20% de biodiesel
y 80% diesel, utilizando las emisiones del diesel
derivado del petróleo como referencia.
La transesterificación requiere un catalizador
con el fin de obtener rendimientos razonables
de conversión. La naturaleza del catalizador es
fundamental, ya que determina los límites de
composición que el material dealimentación debe
cumplir. Actualmente, la mayoría del biodiesel se
prepara utilizando catalizadores alcalinos, tales
como metóxidos e hidróxidos de sodio y potasio.
Industrialmente, NaOH y KOH se prefieren debido a
su amplia disponibilidad y bajo costo.4 No obstante,
desde un punto de vista químico, las especies
activas con ambos tipos de catalizadores son iones
metóxido, éstos son nucleófilos fuertes y...