Estudio de la actividad catalítica de la ilmenita obtenida de las arenas negras de Mineros S.A. de Colombia en la oxidación de monoterpenos. Proyecto de investigación

Abstract

RESUMEN : En este trabajo se evaluaron diferentes metodologías de tratamiento de la ilmenita recuperada de las arenas negras de la compañía Mineros S.A. de Colombia para modificar sus propiedades superficiales en busca de un catalizador activo en la oxidación de limoneno. El material caracterizado presentó baja área superficial y estaba compuesto principalmente por óxidos de hierro y titanio con fases cristalinas donde predominan la ilmenita y la hematita. Se identifica que los tratamientos reportados modifican las características superficiales del material. De la evaluación catalítica se concluyó que la ilmenita sometida a molienda por 4 horas a 400rpm con un BPR de 35:1 y calcinada a 550°C por 3 horas presenta actividad en la oxidación de limoneno, mientras que los materiales tratados química y térmicamente no presentaron actividad. Con las mejores condiciones de reacción evaluadas (0.25 mmol de limoneno, 0.77 mmol de peróxido de hidrógeno, 40 mg de catalizador, 1 mL de acetonitrilo, 24 h, 50°C) se obtuvo 38% de conversión de limoneno con 100% de selectividad a epóxido de limoneno.

ABSTRACT : In this work, a literature review was carried out on the oxidation of limonene using iron and titanium oxides as active phases of heterogeneous catalysts for this reaction, identifying suitable conditions for the evaluation of materials synthesized from ilmenite recovered from the black sands of Mineros S.A. in Colombia. Different methodologies for treating ilmenite were evaluated to modify its surface properties in search of an active catalyst for limonene oxidation, and the obtained materials were characterized. Characterization of the working material allowed it to be identified as a material with low surface area composed mainly of iron and titanium oxides with crystalline phases where ilmenite and hematite predominate. The reported treatments were found to modify the surface characteristics of the material. From the catalytic evaluation, it was concluded that ilmenite subjected to high-energy milling and calcination showed activity in the oxidation of limonene, while chemically and thermally treated materials did not show activity. The best evaluated reaction conditions include 0.25 mmol of limonene, 0.77 mmol of H2O2, 40 mg of catalyst, and 1 mL of acetonitrile for 24 hours at 50°C.