Zeolite electronegativity related to physicochemical properties

Mortier, Wilfried

doi:10.1016/0021-9517(78)90200-2

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“…It is known from the literature (see Mortier 30 ) that the charge on aluminum atoms depends on the Si/Al ratio (i.e. the aluminum concentration), the nature of counterion M and possibly the adsorbed molecules.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Experimental valuation of net atomic charge via XPS

Meda

Nicastro

Conte

et al. 2000

Surf. Interface Anal.

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A method is proposed for the valuation of net atomic charge in chemical compounds, based on XPS measurements of two energy levels for the same atomic species and on the evaluation of their difference. This approach, by considering two core levels, allows us to cancel the Madelung term and any other external potential from the electrostatic equation that rules the chemical shift of the binding energy. In this way, it directly relates the experimental shift with the net charge on the considered atomic species. The approximation that Madelung potential does not vary significantly from one core level to another one is used. The method has been applied to solid compounds containing silicon and to aluminosilicates having different counter‐ions and different Si/Al ratios. The experimental data of net charges have been compared, where possible, with Pauling and Sanderson charges obtained from electronegativity data. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.

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Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Experimental valuation of net atomic charge via XPS

Meda

Nicastro

Conte

et al. 2000

Surf. Interface Anal.

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“…De acordo com a teoria de Eisenman, quanto maior a razão Si/Al menor a interação do sódio com a estrutura. 13,17 Consequentemente, maior é a sua energia de hidratação, por isso a zeólita NaY necessita de uma temperatura maior para a dessorção da água. Além disso, a zeólita NaX por ter maior teor de sódio perde aproximadamente 5% mais água que a NaY.…”

Section: Termogravimetriaunclassified

Preparação e propriedades de zeólitas faujasita contendo cátions amônio

Almeida

Martins

Cardoso³

2010

Quím. Nova

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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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“…Esta metodologia foi aplicada pela primeira vez em zeólitas por Mortier 18 . Para um composto qualquer com fórmula genérica P p Q q R r , a eletronegatividade intermediária (S int ) é obtida pela Equação 2, onde P, Q e R são elementos químicos e S j é a eletronegatividade do áto-mo j. Já a Equação 3 fornece a carga parcial localizada no átomo de oxigênio.…”

Section: Basicidade De Alumino-silicatos Microporososunclassified

“…Quanto maior for a basicidade de Lewis do oxigênio, maior será o valor de -δ Oxigênio . Na Figura 1 é mostrado que a carga negativa -δ Oxigênio aumenta quando o teor de alumínio tetracordenado e o tamanho do cátion de compensação aumentam (M + no Esquema 1), isto é, quando a eletronegatividade do cátion diminui 18,19 .…”

Section: Basicidade De Alumino-silicatos Microporososunclassified

Aplicação catalítica de peneiras moleculares básicas micro e mesoporosas

Martins

Cardoso²

2006

Quím. Nova

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Recebido em 30/3/05; aceito em 29/6/05; publicado na web em 20/1/06 CATALYTIC APPLICATIONS OF BASIC MICRO AND MESOPOROUS MOLECULAR SIEVES. Catalysis by solid acids has received much attention due to its importance in petroleum refining and petrochemical processes. Relatively few studies have focused on catalysis by bases and even les on using basic molecular sieves. This paper deals with the potential application of micro and mesoporous molecular sieves in base catalysis reactions. The paper is divided in two parts, the first one dedicated to the design of the catalysts and the second to some relevant examples of catalytic reactions, which find a huge field of applications essentially in the synthesis of fine chemicals. Here, recent developments in catalysis by basic molecular sieves and the perspectives of applications in correlated catalytic processes are described.Keywords: molecular sieves; base catalysis; zeolites. INTRODUÇÃOEm comparação com a vasta aplicação de peneiras moleculares (PMs) ácidas como catalisadores sólidos em processos químicos industriais, pouca atenção tem sido dada àquelas com propriedades básicas 1 . Grande parte do investimento que tem sido empregado nas PMs ácidas é estimulado pelo fato de que as reações quími-cas envolvidas nos processos petroquímicos (e.g. craqueamento e isomerização) são tipicamente catalisadas por ácidos. Segundo Tanabe e Hölderich 2 127 processos industriais utilizam catalisadores com propriedades ácidas, sendo que apenas 10 são catalisados por materiais com propriedades básicas. Dentre esses, apenas um exemplo emprega zeólitas básicas: a ZSM-5 impregnada com sulfato de césio (teor de césio 20-25% em massa), utilizada pelo grupo Merck na produção do 4-metil tiazol (Equação 1), um intermediário na síntese do tiabendazol (fungicida) 2 . A rota industrial anterior de obtenção do 4-metil tiazol envolvia 5 etapas, além do emprego de produtos químicos muito agressivos, tais como os gases cloro e amônia. O menor número de etapas no novo processo industrial, a estabilidade térmica e capacidade de regeneração dessa PM microporosa permitiu seu emprego na rota atual 3 .(1)Além deste exemplo, as peneiras moleculares microporosas (particularmente zeólitas) e mesoporosas com propriedades básicas apresentam potencial para aplicação em muitas outras reações de importância comercial. Parte desse potencial está na possibilidade de ajuste das suas propriedades catalíticas, suas atividades, seletividades e estabilidades, através do controle da sua composição química e por tratamentos químicos posteriores às sínteses propriamente ditas 4 . Em muitos casos, os catalisadores básicos podem ser usados em substituição aos ácidos com ganhos em termos de seletividade, por inibirem a ocorrência de reações paralelas, tais como craqueamento e formação de coque. A utilização de catalisadores heterogêneos bási-cos em reações orgânicas, ao invés de homogêneos, desperta interesse pela redução do número de operações de separação e neutralização envolvidas e pela redução do impacto ambiental decorre...

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Zeolite electronegativity related to physicochemical properties

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Experimental valuation of net atomic charge via XPS

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Preparação e propriedades de zeólitas faujasita contendo cátions amônio

Aplicação catalítica de peneiras moleculares básicas micro e mesoporosas

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