Influencia de la temperatura y el tiempo de séntesis sobre la acidez y morfologéa de una zeolita tipo ZSM-5

Número: 
Autores/Authors: 
Edel Gonzalez, Carlos Lariot, Randolfo Villegas, Freddys Morales, Hian Cañizares, Eduardo Herrero, Jorge Fernandez, Alfredo Jacas, Jorge Gulin, Carlos de las Pozas
Palabras Claves / Key words: 
zeolita, sintesis, ZSM-5, morfologia, cristalizacion, acidez, zeolite, synthesis, ZSM-5, morphology, crystallization, acidity
Resumen: 

Aunque las propiedades que confieren el carócter general a una zeolita
estón bien determinadas, algunas de ellas como la acidez y morfologéa pueden variar
dentro de ciertos limites . Factores tan importantes cromo la relacián Si/Al y la naturaleza
del ótomo central de los grupos TO4(o del catián que compensa la carga negativa de
la red cristalina), pueden ser controlados o modificados a travís de la séntesis o por
transformaciones posteriores realizadas sobre el material . Se estudiaron muestras de
zeolita tipo ZSM-5 sintetizadas a diferentes temperaturas, en presencia de etanol y
semillas de crecimiento. Las muestras fueron caracterizadas por Difraccián de Rayos
X,MicroscopiaIIectiánicade Barrido, Espectroscopia lnfrarrojayadsorciándepiridina
Se estudiá lacinítica del proceso de cristalizacián y se reportany discuten los parómetros
ciníticos k (constantede velocidad), n (factor geomítrico) y Ea (energéadeactivacián)
. Se investigá la influencia de la temperatura y del tiempo de tratamiento
hidrotermal sobre la morfologéa y acidez de las muestras . Los resultados evidencian
que tanto el mecanismo detransporte iáúico en tase liquida como por transformacián
en fase sálida en el hidrogel (o nudeacián superficial) estón presentes en este proceso,
siendo su predominio relativo funcián de la temperatura. El predominio de unou otro
mecanismo da lugar avariaciones en las caracterésticas morfolágicas y fisicoquémicas
delos cristales.Atemperaturas elevadas se favorece el mecanismo por transporte iáhico
en fase liquida, seacelera el proceso de crecimiento decristales sobre el de nudeaciáh
y esto conduce ala formacián de cristales mós voluminosos, con menor acidez total,
pero mayor fortaleza ócida debido, probablemente, a una menor incorporacián y una
distribucián radial no homogínea del aluminio en la red cristalina

Abstract: 

Zeolite's properties as morphology, acidity, absorption capacity and others,
can vary in certain limits. Si/AI ratio and other important factors as the nature of
the central atom of the TO4 groups (or the cation that compensates the negative framework
charge), can be controlled through the synthesis conditions or modified by subsequent
transformation of the final product . ZSM-5 type zeolite has been synthesized
using ethanol and seeds as structure-directed agents, with three temperature constant
levels . Samples were characterized by X RayDiffaction, Electronic Scanning Microscopy,
Eburier Transform Infrared Spectroscopy and pyridin adsorption . Crystallization
kinetic process and the influence of the temperature and hydrothermal treatment time
on the sample's morphology and acidity has been studied . Kinetic parameters k (rate
crystallization constant), n (geometric factor) and Ea (activation energy) of the crystallization
process are reported and discussed. The mechanism of the crystallization process
is discussed on the basis of the kinetic features and the observed correlation .
Both ionic liquid phase transportation as hydrogel solid phase transformation (or surface
nucleation) are presents and their relative preponderance depends on temperature.
The preponderance of one an other mechanism bring about different morphological
and physical chemical crystal's characteristics. Results evidence that highttemperature
favours the hydrogíl solid phase transformation,increases the crystals growth
rate rather than the nucleation and brings about large crystal which present low population
and hight acidic strength, probably due to a poor incorporation to the framework
and non-homogeneous radial distribution of Al.

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