Preparação e propriedades de zeólitas faujasita contendo cátions amônio

Abstract

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...

ADSORPTION OF CO2ON MICRO AND MESOPOROUS MOLECULAR SIEVES

“…15, 47 As zeólitas do tipo faujasita apresentam sítios ácido--básicos conjugados, sendo que a força de um aumenta quando a do outro diminui.…”

“…15, 47 Quanto menor a acidez do cátion M + , maior a basicidade do ânion oxigênio, e essa acidez diminui quando seu raio é aumentado, distribuindo sua carga positiva em um volume maior (menos eletronegativo).…”

“…Quando cátions são volumosos, como é o caso do íon amônio, o predomínio dos efeitos estéricos e diferentes interações entre os sorvatos e a estrutura dos microporos podem levar a divergências no comportamento das espécies. 47 As capacidades de adsorção do CO 2 para os adsorventes microporosos estudados mostraram uma correlação direta com a razão Si/ Al das zeólitas (Tabela 3). O adsorvente NaY com maior quantidade de alumínio mostrou maior capacidade de adsorção de dióxido de carbono, enquanto que as amostras NH 4 ZSM-5 e NH 4 ZSM-12 com menores quantidades de alumínio mostraram menores quantidades de CO 2 capturado.…”

Catalytic Properties of Nanometric Zeolite X Containing Methylammonium Cations

“…4,7 Estudos relacionados a tal propriedade tem sido conduzidos com as zeólitas FAU do tipo X e Y trocadas com cátions de metilamônio, contendo diferentes grupos metila. [9][10][11][12][13] Quando comparadas na condensação de Knoevenagel, a zeólita X apresenta maiores conversões em relação a zeólita Y, independente do cátion de metilamônio utilizado para compensar a carga negativa. Este efeito deve-se ao fato da zeólita X possuir um maior teor de alumínio em sua rede, assim sendo, quanto maior esse teor, maior o número e a força dos sítios com propriedades básicas.…”

“…Este efeito deve-se ao fato da zeólita X possuir um maior teor de alumínio em sua rede, assim sendo, quanto maior esse teor, maior o número e a força dos sítios com propriedades básicas. [11][12][13] Assim, o objetivo deste trabalho é avaliar a influência da dimensão das partículas da zeólita X contendo cátions amônio com diferentes grupos metila em suas propriedades, incluindo na condensação catalítica de Knoevenagel.…”