Recebido em 29/7/09; aceito em 20/1/10; publicado na web em 3/5/10 PREPARATION AND PROPERTIES OF FAUJASITE ZEOLITES CONTAINING AMMONIUM CATIONS. Sodium faujasite zeolites with Si/Al ratio of 1.4 and 2.5 were exchanged with methylammonium cations. The influence of framework aluminum and ion exchange degree in their basic properties were evaluated. These properties were assessed in the Knoevenagel catalytic condensation. The sodium ion exchange was restricted to the supercavity and the exchange degree depended on the cation volume and on the Si/Al ratio. The higher catalytic activity is achieved for the zeolite with the lower Si/Al ratio exchanged with the monomethylammonium cation. The best performance of this catalyst is attributed to the higher basicity in combination with elevated micropore volume.Keywords: faujasite zeólitas; basic catalyst; methylammonium cations.
INTRODUÇÃODo ponto de vista ambiental, os processos que envolvem a química fina estão entre os mais poluidores. Estas indústrias geram aproximadamente 10 vezes mais resíduos por massa de produto que as indústrias de grande escala, como o refino de petróleo.1 A grande quantidade de resíduo é gerada porque a maioria dos processos envolve reações em fase homogênea. Neste aspecto, os catalisadores sólidos, entre eles as zeólitas, são uma alternativa para minimização do problema, pois o seu uso diminui as operações de neutralização e separação, o que leva a uma redução significativa do volume de efluentes químicos.A troca iônica com cátions inorgânicos para gerar a basicidade em zeólitas tem sido a forma mais estudada. As propriedades ácido-base em zeólitas podem ser classificadas de acordo com o modelo de Lewis. Segundo este modelo, quando a força de um caráter aumenta a do outro diminui. Assim, quanto menor a acidez do cátion de compensação de cargas negativas maior a basicidade gerada pelo ânion oxigênio. Quando o cátion de compensação é pouco eletronegativo a densidade de carga do oxigênio pode ser grande o suficiente para gerar propriedades básicas.3 No caso dos alumino-silicatos, quanto maior o número e a concentração de átomos de alumínio, maior a força básica dos átomos de oxigênio. Assim, dando continuidade a nossos trabalhos anteriores 7-9 o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da razão Si/Al nas propriedades de faujasitas trocadas com cátions metilamônio. A reação modelo de condensação de Knoevenagel foi utilizada para avaliar a basicidade destas zeólitas.
PARTE EXPERIMENTAL
Obtenção das isotermas de troca iônicaNa preparação dos catalisadores foram utilizadas zeólitas comerciais X e Y com razão Si/Al iguais a 1,4 e 2,5, respectivamente. As isotermas de troca iônica foram obtidas a 40 ºC, através do procedimento descrito em trabalho anterior.7 Foram utilizados os seguintes sais para preparação da solução de troca: cloreto de amô-nio (NH 4 Cl -Synth, 98%), cloreto de metilamônio e trimetilamônio (NH 3 CH 3 + Cl e NH(CH 3 ) 3 + Cl -Fluka, 98%) e cloreto de tetrametilamônio (N(CH 3 ) 4 + Cl, Aldrich, 98%). A concentração total de cá...
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