1. Repositorio Institucional del Tecnológico Nacional de México (RI - TecNM)
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Título :	SINTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE CATALIZADORES H3 PW12O40 SOPORTADO EN ZR-SBA-15 PARA SU USO EN LA PRODUCCIÓN DE GREEN DIÉSEL
Autor :	Garcia Gonzalez, Beatriz
Fecha de publicación :	2026-03-01
Editorial :	Tecnológico Nacional de México
metadata.dc.publisher.tecnm:	Instituto Tecnológico de Ciudad Madero
Descripción :	El aumento en el consumo energético mundial y la necesidad de reducir el impacto ambiental asociado a los combustibles fósiles han impulsado el desarrollo de alternativas renovables capaces de sustituir parcial o totalmente a los combustibles convencionales. Entre estas alternativas, la conversión catalítica de aceites vegetales representa una vía prometedora para la obtención de biocombustibles avanzados, como el Green Diesel. Este trabajo se centra en el diseño, síntesis y caracterización de un material catalítico basado en Zr-SBA-15 modificado con ácido fosfotúngstico (H3PW12O40). El soporte SBA-15 fue seleccionado por su estructura mesoporosa altamente ordenada, su estabilidad térmica y su gran área superficial, características adecuadas para facilitar la dispersión de especies activas y permitir el ingreso de moléculas de gran tamaño. La incorporación del Zirconio tuvo como finalidad aumentar la acidez superficial y aportar sitios activos adicionales, mientras que el heteropoliácido H3PW12O40 se impregnó mediante el método de saturación, para enriquecer la actividad catalítica global del material. El enfoque principal de esta investigación fue analizar cómo estas modificaciones estructurales y químicas influían en la estabilidad, acidez y accesibilidad del material sintetizado. La caracterización estructural, morfológica y textural se realizó mediante diversas técnicas. Las imágenes de Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) confirmaron que los materiales preservan una morfología uniforme con superficies asociadas a la presencia de canales mesoporosos bien definidos. De manera complementaria, la micrografía obtenida por Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) permitió observar que la estructura ordenada del SBA-15 se mantiene aún después de la incorporación de Zirconio, lo que indica una buena dispersión del metal, sin obstrucción significativa de los canales. El análisis de Difracción de Rayos X (DRX) mostró que la introducción de zirconio origina un patrón característico de materiales amorfos, evidenciando una dispersión uniforme de este elemento. Tras la impregnación del heteropoliácido, aparecieron picos adicionales que confirman la presencia del HPa en el sólido, tanto en fase dispersa como parcialmente cristalizada, sin que ello comprometa la organización mesoporosa del soporte. Estos resultados demostraron la capacidad del Zr-SBA-15 para albergar especies activas sin perder estabilidad estructural. Con el objetivo de analizar el comportamiento coloidal del material, se llevó a cabo un estudio por Dispersión de Luz Dinámica (DLS). Los resultados evidenciaron un incremento moderado en el tamaño hidrodinámico tras la incorporación del HPA, atribuible a su presencia en la superficie del soporte. No obstante, no se detectó la formación de agregados de gran tamaño, lo cual indica que los materiales mantienen una buena estabilidad en suspensión, lo cual es importante para su manipulación y potencial aplicación catalítica. La técnica de Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) permitió confirmar la incorporación efectiva del heteropoliácido al material. Se identificaron bandas características de la estructura Keggin del H3PW12O40, y se observaron variaciones en las señales asociadas a grupos silanoles del soporte, lo que indica la existencia de interacciones entre el H3PW12O40, y los sitios hidroxilo del Zr-SBA-15. Estas interacciones influyen en la estabilidad y en la disposición de las especies activas dentro del sólido. El análisis textural mediante adsorción-desorción de N2 (BET) reveló la presencia del Zirconio y del H3PW12O40 reduce parcialmente el área superficial específica y el volumen de poro, consecuencia esperada de la ocupación de los canales mesoporos por las especies impregnadas. Sin embargo, los valores obtenidos permanecen dentro del rango adecuado para permitir la difusión de reactivos, lo cual es indispensable en reacciones que involucran moléculas grandes como las presentes en aceites vegetales. Finalmente, el estudio por Desorción a Temperatura Programada de Amoniaco (TPD-NH3) mostró que la impregnación con H3PW12O40 aumenta la acidez del material en comparación con el soporte inicial. Se identificó una distribución equilibrada de sitios ácidos débiles, moderados y fuertes. En conjunto, los resultados obtenidos por DLS, FTIR, DRX, TEM, SEM, BET y TPD-NH3 demuestran que el material Zr-SBA-15 modificado con H3PW12O40 presenta propiedades estructurales, texturales y ácido-catalíticas adecuadas para su aplicación en procesos de producción de biocombustibles. La preservación de la organización mesoporosa, la correcta dispersión de las especies activas y la elevada acidez del sólido respaldan su potencial como catalizador para la obtención de Green Diésel a partir de aceite vegetal. Este trabajo aporta elementos relevantes para el desarrollo de materiales catalíticos más eficientes y fundamenta futuras investigaciones orientadas a optimizar la actividad del catalizador y explorar su desempeño en diferentes condiciones de reacción y con diversas materias primas de origen biológico.
metadata.dc.type:	info:eu-repo/semantics/masterThesis
Aparece en las colecciones:	Maestría en Ciencias en Ingeniería Química

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