Los ingenieros químicos de la UMass Amherst dirigen el equipo que aumentó la producción del valioso p-xileno a partir de biomasa

AMHERST, Mass. – Un equipo de investigadores de ingeniería química que incluye al profesor Wei Fan, y los estudiantes de doctorado Hong Je Cho y Vivek Vattipalli de la Universidad de Massachusetts Amherst, ha desarrollado un nuevo proceso químico para hacer p-xileno, un ingrediente importante de plásticos comunes. El nuevo método tiene un rendimiento de 97 por ciento y utiliza la biomasa como materia prima. El p-xileno se produce actualmente a partir de petróleo.



La investigación se presenta en el número actual de la revista ChemCatChem. Se estima que el mercado mundial de productos plásticos que utilizan este producto químico crecerá alrededor de un 5 por ciento anual.

La clave del nuevo proceso, que se basa en el trabajo previo del equipo de investigación, es un nuevo catalizador de zeolita que dirige la reacción química líquida para producir p-xileno y desalienta la producción de otros subproductos, dice Fan. Los esfuerzos previos para hacer p-xileno de esta manera no han logrado un rendimiento superior al 75 por ciento, dice.

Fan dice que la nueva zeolita fue sintetizada para contener fósforo, el cual ayuda a crear una reacción química mucho más selectiva que produce casi exclusivamente p-xileno.

"Los catalizadores de zeolita que contienen fósforo presentan un área superficial elevada y sitios activos de fósforo bien dispersos. A diferencia de los catalizadores ácidos convencionales, los catalizadores de zeolita que contienen fósforo son altamente selectivos para la producción de p - xileno. La selectividad es única y no se ha observado en el pasado. Se puede utilizar fácilmente para muchas otras reacciones catalíticas importantes ", dice Fan.

Los consumidores ya conocen los plásticos hechos de este nuevo proceso por la etiqueta de reciclaje triangular "# 1" en recipientes de plástico. Los productos químicos de xileno se usan para producir un plástico llamado PET (tereftalato de polietileno), el cual se utiliza actualmente en muchos productos, incluyendo botellas de soda, envases de alimentos, fibras sintéticas para la ropa e incluso partes de automóviles, dice Fan.

La capacidad de crear p-xileno a partir de biomasa renovable es un paso importante en la creación de un proceso comercialmente atractivo, dice Fan.

Otros miembros del equipo son Limin Ren, Paul J. Dauenhauer y Michael Tsapatsis de la Universidad de Minnesota, Yu-Hao Yeh y Raymond J. Gorte de la Universidad de Pensilvania y Nicholas Gould, Bingjun Xu y Raúl Lobo de la Universidad de Delaware .

El equipo de investigación es parte del Centro de Catálisis para la Innovación Energética que busca encontrar tecnologías innovadoras para la producción de biocombustibles y productos químicos a partir de biomasa lignocelulósica. El centro es financiado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos como parte del programa del Centro de Investigación de Fronteras Energéticas (EFRC), que involucra a más de 20 profesores con habilidades complementarias para colaborar en la solución de los desafíos energéticos más acuciantes del mundo.

"El progreso del tipo que se informa en este documento ejemplifica lo que es posible dentro del ambiente altamente colaborativo fomentado por CCEI", dice Tsapatsis.

Patrick J. Callahan
University of Massachusetts Amherst
16 Noviembre 2016