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Deshidratación de la fructosa a 5-hidroximetilfurfural: Efectos de la acidez y porosidad de diferentes catalizadores en la conversión, selectividad y rendimiento

Autores: Lima, João Pedro Vieira; Campos, Pablo Teles Aragão; Paiva, Mateus Freitas; Linares, José J.; Dias, Sílvia C. L.; Dias, José A.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 6

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Hay una demanda de recursos renovables, como la biomasa, para producir compuestos considerados como moléculas plataforma. Este estudio trata sobre la deshidratación de fructosa para la formación de 5-hidroximetilfurfural (HMF), una molécula de materia prima. Se estudiaron diferentes catalizadores (aluminosilicatos, ácido niobico, ácido 12-tungstofosfórico-HPW y HPW/Niobia soportada) para esta reacción en un medio acuoso. Los catalizadores fueron caracterizados por XRD, FT-IR, adsorción de N a -196 grados C y adsorción de piridina. Era evidente que la naturaleza de los sitios (Brønsted y Lewis), la fuerza, la cantidad y la accesibilidad a los sitios ácidos son críticos para la conversión y los resultados de rendimiento. Un efecto sinérgico de acidez y área mesoporosa son factores clave que afectan la actividad y selectividad de los ácidos sólidos. El ácido niobico (NbO·nHO) reveló la mejor eficiencia (mayor TON, rendimiento, selectividad y conversión). Se determinó que la fuerza de acidez óptima de los catalizadores debería estar entre 80 y 100 kJ mol, con aproximadamente 0.20 a 0.30 mmol g de sitios ácidos, una densidad de aproximadamente 1 sitio nm y un área mesoporosa de aproximadamente 100 m g. Estos valores se ajustan bien dentro del orden general de la selectividad observada (es decir, NbO > HZSM-5 > 20%HPW/NbO > SiO-AlO > HY > HBEA).

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