Estudio de las propiedades catalíticas de nanopartículas de óxido de cerio dopado con gadolinio en la reacción de transesterificación del aceite de girasol para la obtención de biodiésel.
ilustraciones.
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| Publicado: |
2024
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El catalizador fue sintetizado mediante el método de co-precipitación en medio acuoso, a partir de Ce(NO3)3*6H2O, Gd(NO3)3*6H2O como precursores y NaOH como aglomerante, el nanomaterial fue secado (24 h, 40 °C) y después calcinado (800 °C, 2 h). La transesterificación se realizó en un sistema batch a una temperatura controlada de 80 °C con una relación molar de 8:1 (metanol: aceite) durante 9 h de reacción a 900 rpm con una cantidad de GDC del 1,5 % en peso del aceite. El GDC fue caracterizado mediante DRX, análisis BET y TGA en donde se determinó que su celda unitaria es cúbica (α = β = γ = 90°) y el tamaño de cristal es de 13,36 nm, confirmando la formación de un nanocatalizador, así como, el área superficial que fue de 24,73 m²/g y las curvas de TGA revelan la pérdida de masa durante la recuperación del catalizador. El biodiésel fue caracterizado mediante TLC, GC-MS y FTIR, comprobando la formación de FAMEs (Fatty acids methyl ester) y el cumplimiento de la normativa ecuatoriana NTE-INEN 2482:2009 para su utilización en motores de ciclo diésel. Se obtuvo una selectividad de FAMEs del 79,52 % y un rendimiento de reacción del 71,35 %. Con los resultados se comprueba que las nanopartículas sintetizadas de GDC funcionan correctamente como catalizador heterogéneo para la transesterificación del aceite de girasol con alta selectividad hacia los FAMEs y tiene potencial para ser reutilizado según el número TON hasta 84 veces.The study focuses on the catalytic properties of gadolinium-doped cerium oxide nanoparticles (GDC) in the transesterification of sunflower oil to obtain biodiesel. The objective is to contribute to the efficient development and sustainable catalysts for biofuel production from renewable sources such as sunflower oil. The catalyst was synthesized by co-precipitation method in an aqueous medium, starting from Ce(NO3)3*6H2O, Gd(NO3)3*6H2O as precursors and NaOH as binder, the nanomaterial was dried (24 h, 40 °C) and then calcined (800 °C, 2 h). Transesterification was carried out in a batch system at a controlled temperature of 80 °C with a molar ratio of 8:1 (methanol: oil) for 9 h of reaction at 900 rpm with a GDC amount of 1.5 wt.% of the oil. The GDC was characterized by XRD, BET analysis, and TGA, which determined that its unit cell is cubic (α = β = γ = 90°). The crystal size is 13.36 nm, confirming the formation of a nano catalyst, as well as the surface area, which was 24.73 m²/g, and the TGA curves reveal the mass loss during catalyst recovery. The biodiesel was characterized by TLC, GC-MS, and FTIR, verifying the formation of FAMEs (Fatty acids methyl ester) and compliance with the Ecuadorian regulation NTE-INEN 2482:2009 for use in diesel cycle engines. A FAME selectivity of 79.52 % and a reaction yield of 71.35 % were obtained. The results proved that the synthesized GDC nanoparticles work appropriately as a heterogeneous catalyst for the transesterification of sunflower oil with high selectivity towards FAMEs and have the potential to be reused according to the TON number up to 84 times.PregradoIngeniera QuímicaUniversidad Central del EcuadorFacultad de Ingeniería QuímicaQuitoCarrera de Ingeniería QuímicaCabrera Maldonado, Elvia VictoriaLeal Reverol, María Gabriela2024-11-20T18:48:55Z2024-11-20T18:48:55Z2024Trabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion149 páginas.application/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/octet-streamValladares Ladino, S. (2024). Estudio de las propiedades catalíticas de nanopartículas de óxido de cerio dopado con gadolinio en la reacción de transesterificación del aceite de girasol para la obtención de biodiésel. Universidad Central del Ecuador.https://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/35305spaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositorio de la Universidad Central del Ecuadorinstname:Universidad Central del Ecuadorinstacron:UCE2024-12-11T10:08:23Zoai:dspace.uce.edu.ec:25000/35305Institucionalhttp://www.dspace.uce.edu.ec/Universidad públicahttps://www.uce.edu.ec/http://www.dspace.uce.edu.ec/oai.Ecuador...opendoar:24872024-12-11T10:08:23Repositorio de la Universidad Central del Ecuador - Universidad Central del Ecuadorfalse |
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