SINTESIS Y CARACTERIZACION DE ZEOLITAS MESOPOROSAS

CATALISIS 1 (2012) 11-21.

Síntesis y caracterización de zeolitas mesoporosas

Synthesis and characterization of mesoporous zeolites

Rosana Uzcátegui¹, Nieves Seijas¹, Virginia Sazo¹, Miguel Ríos², Stefan Buhman², Carmen M. López ^1*.

¹Facultad de Ciencias, Escuela de Química, ²Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Química,

Universidad Central de Venezuela. Apartado 47102, Caracas 1020-A, Venezuela.

RESUMEN

Se reporta la preparación de zeolitas con mesoporosidad empleando síntesis directa con ensamblaje de las meso-estructuras a partir de soluciones precursoras de zeolitas y síntesis indirecta mediante tratamiento alcalino seguido de tratamiento hidrotérmico en presencia de un surfactante, usando en este último método, zeolitas ZSM-5 y Mordenita obtenidas a partir de geles inorgánicos de naturaleza similar, como materiales de partida. Adicionalmente para la zeolita tipo Mordenita se uso una combinación de tratamiento ácido y básico. Los sólidos fueron caracterizados por varias técnicas con el propósito de determinar sus propiedades fisicoquímicas. Los sólidos en su forma ácida fueron evaluados en la transformación de 1-buteno a 470 ºC usando un sistema de flujo continuo con un reactor de lecho fijo. Se logró obtener materiales combinados con micro y mesoporosidad por los métodos de síntesis directa e indirecta, mientras que la combinación de tratamiento ácido más básico no ocasiono modificaciones apreciables en la mordenita. La actividad, selectividad a iso-buteno y estabilidad catalítica en la transformación de 1-buteno fue variable: para ZSM-5 el craqueo fue predominante con una buena estabilidad y con MOR la conversión fue menor debido a una mayor desactivación. Los sólidos con mesoporosidad presentaron una menor actividad catalítica debida probablemente a menor acidez en cuanto a naturaleza y concentración de sitios ácidos.

Palabras clave: zeolitas, sólidos mesoporosos, mordenita, ZSM.5, transformación de 1-buteno

ABSTRACT

In this paper we report the preparation of zeolites with mesoporosity using direct synthesis of meso-structures from zeolite precursor solutions, and indirect synthesis by alkaline treatment followed by hydrothermal treatment in the presence of a surfactant. In the second method zeolites ZSM-5 and Mordenite obtained from inorganic gels similar nature, were used as starting materials. Additionally a combination of acidic and basic treatment was employed for zeolite type mordenite. The samples were characterized by various techniques with the aim of determine physicochemical properties. The acid forms of the solids were evaluated in the transformation of 1-butene at 470 ° C using a continuous flow system, with a fixed bed reactor. Composite materials with micro and mesoporosity were obtained from direct and indirect synthesis, while the combination of acid and basic treatment does not cause appreciable changes in the mordenite. The activity, selectivity to iso-butene and stability exhibited in 1-butene transformation was variable: for ZSM-5 the reaction cracking was predominant with good stability. A lower conversion was achieved with Mordenite, probably due to a higher deactivation. Solids with mesoporosity showed a lower catalytic activity probably due to lower acidity in terms of type and concentration of acid sites.

Keywords: zeolites, mesoporous solids, mordenite, ZSM-5, 1-butene transformation