Obtenção de materiais com estrutura hierárquica de poros através da dessilicação da Zeólita Zsm-22

• Main Author: Silva, Bruno José Barros da
• Other Authors: Silva, Antonio Osimar Sousa da
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Alagoas 2017
• Subjects: Zeólita; ZSM-22; Dessilicação; Organossilano; Mesoporos; Zeolite; Desilication; Organosilane; Mesoporous; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
• Online Access: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/1710

The present work deals with the generation of mesoporosity in ZSM-22 zeolite (TON structure). In a first part the synthesis of ZSM-22 was studied through a methodology similar to that presented by Valyocsik (1990), followed by an addition of an amphiphilic trimethoxyphenylsilane organosilane (TMPHS) in the synthesis gel, and by another substitution of 20% of the silica required for the synthesis by silanized silica beads by TMPHS. In the second part, the formation of mesoporosity by post-synthesis treatment with NaOH solution was studied, varying the concentration of 0.2, 0.4 and 0.6 mol.L-1 at a temperature of 70 °C per 1hour. The zeolites obtained were characterized by X-ray diffractometry (XRD), nitrogen adsorption at -196 °C, scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (ATG), absorption spectroscopy in the infrared region with Fourier transform (FT-IR) and desorption of ammonia at the programmed temperature. The catalysts that presented the best textural properties were submitted to the catalytic test with the n-hexane cracking model reaction. The diffractograms of the synthesized samples showed that they presented the main peaks referring to the TON structure, and that the desilicated samples maintained in their entirety their crystalline structure. The thermogravimetric curves presented four mass loss events, reaching values close to 10% of total loss. Infrared identified absorption bands characteristic of zeolitic materials. The micrographs of the TON-P sample showed crystal agglomerates in cylindrical form 2 μm in length. The pore diameter distribution of the desilicated samples presented a distribution in the range of 2 to 100 nm, proving one of additional mesoporosity due to the desilication process, with a higher formation of mesopores for the samples submitted to the treatments with higher OH- concentration, which caused an increase in the total acidity by the reduction of the Si/Al ratio. The desilicated samples presented a lower conversion compared to the precursor, but with higher stability in the conversion rate, with selectivity to formation of propene and isobutane. === Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior === O presente trabalho abordou a geração de mesoporosidade na zeólita ZSM-22 (estrutura TON). Numa primeira parte estudou-se a síntese da ZSM-22 via metodologia similar à apresentada por Valyocsik (1990), seguida por uma adição de um organossilano anfifílico trimetoxifenilsilano (TMPHS) no gel de síntese, e por outra via substituição de 20% da sílica requerida para a síntese por esferas de sílica nanométricas silanizadas por TMPHS. Na segunda parte estudou-se a formação de mesoporosidade por tratamento pós-síntese com solução de NaOH, variando-se a concentração de 0,2, 0,4 e 0,6 mol.L-1 à temperatura de 70°C por 1 hora. As zeólitas obtidas foram caracterizadas por difratometria de raios X (DRX), adsorção de nitrogênio à -196°C, microscopia eletrônica de varredura (MEV), análises termogravimétricas (ATG), espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e dessorção de amônia à temperatura programada. Os catalisadores que apresentaram melhores propriedades texturais foram submetidos ao teste catalítico com a reação modelo de craqueamento do n-hexano. Os difratogramas das amostras sintetizadas mostraram que estas apresentaram os principais picos referente à estrutura TON, e que as amostras dessilicadas mantiveram na sua integralidade sua estrutura cristalina. As curvas termogravimétricas apresentaram quatro eventos de perda de massa, obtendo-se valores próximos a 10% de perda total. Os infravermelhos identificaram bandas de absorção características dos materiais zeolíticos. As micrografias da amostra TON-P mostraram aglomerados de cristais em forma cilíndrica com 2 µm de comprimento. A distribuição de diâmetro de poros das amostras dessilicadas apresentaram uma distribuição na faixa de 2 a 100 nm, comprovando-se uma de mesoporosidade adicional devido ao processo de dessilicação, havendo maior formação de mesoporos para as amostras submetidas aos tratamentos com maior concentração de OH-, o que provocou um aumento na acidez total pela diminuição da razão Si/Al. As amostras dessilicadas apresentaram uma menor conversão perante a precursora, mas tendo maior estabilidade na taxa de conversão, havendo uma seletividade para formação de propeno e isobutano.