Cristalização da zeólita ferrierita sem direcionador orgânico, variando-se a alcalinidade e o teor de sementes

• Main Author: Branco, Monique Peixoto Castelo
• Other Authors: Silva, Antônio Osimar Sousa da
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Alagoas 2016
• Subjects: Engenharia Química; Síntese zeólitas; Ferrierita; Sementes; Zeolites synthesis; Ferrierite; Seeds; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
• Online Access: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/1277

Zeolites are crystalline aluminosilicates of natural or synthetic origin, with a structure consisting of an extensive microporous three-dimensional network, routinely used as catalysts, ion exchange and adsorbents. The production of ferrierite and other zeolites are limited due to the high cost of the organic structure-directing agents used in synthesis. Many studies are conducted with the goal of finding a viable and more economical route to the possibility of industrial scale production. The purpose of this study was to obtain a methodology for synthesis of ferrierite without using organic structure-directing agents, by hydrothermal method, inserting seeds during the crystallization gel preparation and varying the alkaline concentration of the mixture in order to achieve shorter times of crystallization and lower cost production at a temperature of 200°C. For the synthesis of materials prepared in this work were used: fumed silica as silicon source, pseudoboehmite as a source of aluminum, sodium and potassium hydroxide as sodium and potassium sources, respectively. As seeds to crystallization, samples of commercial ferrierita were used. The synthesized samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), spectroscopy of the Fourier transform infrared (FT-IR) and thermal analysis (TG/DTA). The X-ray diffraction patterns showed characteristic peaks of zeolite desired in all conditions of synthesis. The infrared spectra showed bands characteristic of ferrierite, as a further indication of the formation of zeolite. TG curves showed a mass loss of up to 10% in the temperature range from 23 to 400°C. The results of the analysis confirmed the formation of zeolite ferrierite with good crystallinity and purity, proving the efficiency of the methodology. === As zeólitas são aluminossilicatos cristalinos, de origem natural ou sintética, com estrutura constituída por uma extensa rede tridimensional microporosa, rotineiramente utilizadas como catalisadores, trocadores iônicos e adsorventes. A produção da ferrierita, e outras zeólitas, são limitadas devido ao alto custo do direcionador orgânico utilizado na síntese. Muitos estudos são realizados com o objetivo de encontrar uma rota mais econômica e viável para a possibilidade de produção em escala industrial. O objetivo deste trabalho foi obter uma metodologia para síntese da ferrierita sem utilizar direcionador orgânico, pelo método hidrotérmico, inserindo sementes de cristalização durante o preparo do gel e variando a concentração alcalina da mistura reacional, a fim de alcançar menores tempos de cristalização e menor custo de produção, numa temperatura de 200°C. Para a síntese do material preparado neste trabalho foram utilizados: sílica fumed como fonte de silício, pseudoboehmita como fonte de alumínio, e hidróxido de sódio e potássio como fontes de sódio e potássio, respectivamente. Já para sementes de cristalização, foram utilizadas amostras de ferrierita comercial. As amostras sintetizadas foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho por transformadas de Fourier (FT-IR) e análises térmicas (TG/DTA). Os difratogramas de raios X mostraram picos característicos da zeólita desejada em todas as condições de síntese. Os espectros de infravermelho apresentaram bandas características da ferrierita, sendo mais um indício da formação da zeólita. As curvas de TG mostraram uma perda de massa de no máximo 10% numa faixa de temperatura de 23 a 400°C. Os resultados das análises realizadas comprovaram a formação da zeólita ferrierita com boa cristalinidade e pureza, comprovando a eficiência da metodologia proposta.