INFLUÊNCIA DO MÉTODO DE DESALUMINIZAÇÃO NAS CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DA ZEÓLITA H-FERRIERITA
Débora Prado Batista Peixoto1(PG), Maria Isabel Pais da Silva (PQ)1
1Departamento de Química da PUC-RJ
palavras-chave: desaluminização, zeólita ferrierita,
A zeólita ferrierita vem sendo utilizada como catalisador na reação de obtenção de isobuteno à partir da isomerização de buteno-1, apresentando boas perspectivas de uma aplicação industrial, provavelmente, por possuir poros de pequenas dimensões que impediriam a formação de quantidades significativas de pesados (1). Outro fator que contribui para o seu desempenho na reação de isomerização de butenos é a elevada acidez da zeólita ferrierita em sua forma ácida.
O objetivo deste trabalho foi desaluminizar uma zeólita ferrierita ácida, por meio de tratamentos diferenciados de desaluminização, verificando de que forma estes últimos afetam as propriedades físico-químicas da zeólita.
2- Metodologia
À partir de uma zeólita ferrierita comercial, na forma Na e K, obteve-se a zeólita ferrierita na forma ácida por meio de troca iônica, com uma solução de acetato de amônio 1,7 N, sob temperatura de 363 K.
Em seguida, foram obtidas quatro amostras da zeólita ferrierita desaluminizadas, seguindo métodos utilizados pela literatura (2,3 ). Um método constou em submeter a zeólita a temperatura de 873K, em atmosfera de ar. Outro foi tratar a amostra na presença de vapor de água a 873K. E num terceiro método foi utlizado o reagente hexafluoreto de amônio para retirar alumínio da rede da zeólita.
Foram realizadas análises de caracterização das amostras, tais com: Difração de Raio-X, Espectroscopia de I.C.P, Análise Termogravimétrica(TGA), Análise Termodiferencial (DTA), adsorção física de N 2 (B.E.T), Dessorção com Temperatura Programada (TPD) de Amônia e Ressonância Magnética Nuclear (RMN) com a finalidade de verificar a remoção ou não do alumínio da rede e a sua localização na estrutura da zeólita H-ferrierita, após os tratamentos de desaluminização assim como de que modo as propriedades texturais e de acidez foram afetadas.
3-Resultados
Os resultados de NMR comprovaram que ocorreu a desaluminização nas amostras após os diferentes tratamentos, sendo que a amostra desaluminizada pela passagem de vapor de água foi a que apresentou o maior grau de desaluminização. Foi verificado que a desaluminização retirou alumínio para fora da rede da zeólita, já que a proporção de alumínio não tetraédrico (pentaédrico mais octaédrico) aumentou após a tratamento em comparação com o alumínio tetraédrico, forma em que este se encontra na rede da zeólita. A análise química confirmou que o alumínio retirado da rede permanece na estrutura da zeólita uma vez que os valores da razão Si/Al permaneceram constantes.
Os resultados obtidos mostraram que as amostras que sofreram tratamento de desaluminização tiveram o valor de área específica total e volume de microporos mantidos na mesma faixa do encontrado para a zeólita H-ferrierita, indicando que a retirada de alumínio para fora da rede não afetou significamente as propriedades texturais da zeólita. As análises de Raio-X evidenciaram algumas alterações na intensidade de alguns picos, o que pode significar um aumento dos defeitos na estrutura, após a troca iônica e tratamentos de desaluminizações. As amostras obtidas após os processos de desaluminização se mostraram estáveis térmicamente até 1273 K, durante a análise de DTA, com exceção da amostra que sofreu lixiviação ácida, apresentando uma instabilidade a aproximadamente 1073 K .
Em relação à acidez, os resultados de TPD de NH3 indicam que a amostra tratada com vapor de água foi a que apresentou a maior redução de acidez pela retirada de Al enquanto aquela tratada com o hexafluoreto de amônio teve uma redução pouco significativa.
O tratamento com vapor de água para a desaluminização da zeólita ferrierita foi o procedimento que provocou a maoir desaluminização da zeólita H-ferrierita reduzindo em quasev três vezes a acidez da zeólita.
1- BUTLER, A.C. e NICOLAIDES, C.P., Catalysis Today, 18, 443-471(1993).
2- KOGELBAUER, A., NIKOLOPOULOS, A.A.; GOODWIN, J.G. e MARCELIN, G. Journal of Catalysis , 152,122-129 (1995).
3- BRECK, D.W., U.S. Patent n0 4,503,023 , Union Carbide Corporation, ( 1985).