Transformación de glicerol mediante catalizadores heterogéneos ácido-básicos y metálicos soportados en diferentes ambientes redox

Resumen

Durante las últimas décadas, los investigadores han dirigido sus esfuerzos hacia la protección del medio ambiente y al desarrollo de procesos sostenibles con el entorno [1,2]. Uno de los procesos en los que se han producido avances importantes es la síntesis de biocombustibles (biogás, biodiesel,…). En este sentido, el uso de la biomasa como fuente de energía no sólo satisface la necesidad energética sino que también proporciona una serie de compuestos químicos funcionalizados, que pueden ser empleados como punto de partida para multitud de procesos [1,3-6]. Con esta premisa, investigadores del Pacific Northwest National Laboratory (USA) y del National Renewable Energy Laboratory (USA) publicaron un informe en el que se analizaban posibles compuestos de partida (building blocks o platform molecules) para el desarrollo de una química basada en la biomasa, que emplearía estos compuestos fácilmente transformables en otros productos de alto valor añadido [5,6]. El glicerol (1,2,3-propanotriol) ha sido identificado como una de las 12 moléculas de partida derivadas de la biomasa que pueden ser convertidas en productos químicos o materiales de alto valor añadido [1,4-7]. El glicerol se encuentra en la biomasa utilizada como materia prima para la obtención de biodiesel en forma de ésteres de ácidos grasos o triglicéridos, provenientes principalmente de aceites vegetales [8]. La obtención del biodiesel se realiza vía hidrólisis o metanolisis de los triglicéridos [9], alcanzando una proporción de 10 kg de glicerol por cada 100 kg de biodiesel en la biorefinería. Los diferentes procesos químicos que se han empleado en la valorización del glicerol pasan por su reformado en fase acuosa, polimerización, fermentación, deshidratación, eterificación, esterificación, oxidación selectiva e hidrogenolisis, para los que la catálisis heterogénea se posiciona como una herramienta fundamental [5]. En cuanto al proceso de hidrogenolisis, hasta ahora se han venido utilizando catalizadores basados en metales soportados, entre los que destacan metales de transición como el Cu [10] o el Ni [11] y metales nobles como Rh [12] y Pt [12,13], siendo este último el único descrito que es capaz de respetar el enlace C-C [14]. Por otro lado, existe una amplia gama de soportes para dichos catalizadores, que van desde óxidos de metales de transición, carbonatos, carbón activo hasta materiales mesoporosos, entre otros [15,16]. La hidrogenolisis de glicerol conduce a diferentes productos de interés como son el 1,2-Propanodiol (1,2-PDO), el 1,3-Propanodiol (1,3-PDO) y el Etilénglicol (EG), aunque las rutas de obtención de los mismos transcurren a través de otros intermedios de reacción de interés industrial como el Acetol. Nuestro trabajo se ha centrado en la síntesis, caracterización y aplicación de catalizadores metálicos soportados al proceso de hidrogenolisis selectiva de glicerol.