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ZEOLITASZEOLITAS

Realizado por: Marco Belandria

05-Marzo-2009

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IntroducciónIntroducción

• Historia de las Zeolitas:

Descubrimiento en 1756 por Baron Cronstedt

El término “zeolita” fue usado inicialmente para designar una familia de minerales naturales que presentaron como particulares características las propiedades de intercambio de cationes y la desorción reversible de agua.

Walcarius A., Barbaise T., Bessiere J. Analytica Chimica Acta. 340 (1997) 61–76.Granada Valdés M., Pérez–Cordoves A. I., Díaz–García M. E. Trends in Analytical Chemistry. Vol. 25, No. 1, 2006.

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¿Qué son las Zeolitas?¿Qué son las Zeolitas?Fórmula General de las Zeolitas

“M” es un catión de valencia “n” (Na, K, Li,

Ca, Mg, Ba, Sr)

“m” es el número de moléculas de agua

Adicionalmente La relación “y/x”

ayuda a clasificar las zeolitas

La suma de “x” e “y” indica el número de

tetraedros de aluminio y silicio por

celda unitaria

Querol X., Moreno N., Umaña J., Alastuey A., Hernández E. “Synthesis of Zeolites from coal fly ash: an overview”. CoalGeology. 50 (2002), pp. 413–423.

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Estructura de las ZeolitasEstructura de las Zeolitas

Zeolita A: 4,2 A

Zeolita X & Y: 7,4

A

Walcarius A., Barbaise T., Bessiere J. Analytica Chimica Acta. 340 (1997) 61–76.Granada Valdés M., Pérez–Cordoves A. I., Díaz–García M. E. Trends in Analytical Chemistry. Vol. 25, No. 1, 2006.

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Clasificación Estructural de las Clasificación Estructural de las Zeolitas: Unidades de construcción Zeolitas: Unidades de construcción secundariassecundarias

Breck, D. Zeolite Molecular Sieves: Structure, Chemistry and Uses. Wiley & Sons. New York (1974), 759 p.

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Clasificación de las ZeolitasClasificación de las Zeolitas

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Clasificación de las ZeolitasClasificación de las Zeolitas

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Síntesis de las ZeolitasSíntesis de las ZeolitasFuente de elementos

formadores de la estructura

(aluminatos y/o silicatos de sodio

solubles)

Mineralizador presente en

solución (NaOH)

Elemento patrón (cationes como

Na+, etc)

Comninellis C. e De Battisti A., J. Chim. Phys. 93 (1996), 673.

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Síntesis de las ZeolitasSíntesis de las Zeolitas

3L Solución NaOH 3M

1 Kg Cenizas Volantes

Reactor 1: 120ºC, 9h

Reactor 2: formación del gel (15 min, 60ºC);

cristalización (8h, 90ºC)

Filtración

Filtración

NaOH Residual

NaOH Residual

3L Solución Na-silicato (405g SiO2)

ALUMET 3,450L (Na-aluminato)

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Síntesis de las ZeolitasSíntesis de las Zeolitas

Comninellis C. e De Battisti A., J. Chim. Phys. 93 (1996), 673.

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Síntesis de ZeolitasSíntesis de Zeolitas Factores que Afectan la síntesis de Zeolitas:

• Tipos de Reactantes y Alcalinidad: Cantidades de reactantes (Si y Al) y pH controlado por el mineralizador (OH-).

• Temperatura: a temperaturas más elevadas el tiempo de cristalización aumenta, afecta el tamaño y forma de los cristales finales.

• Tiempo de Cristalización: influye en la estabilidad de los cristales.

• Tratamiento del Envejecido: especie de digestión del precipitado en el gel.

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Aplicaciones de las ZeolitasAplicaciones de las Zeolitas

Tamiz Molecular• Adsorción

Intercambio Iónico

Catálisis

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Aplicaciones de las ZeolitasAplicaciones de las Zeolitas

Acidez de Zeolitas: Resonancia del protón

acídico

Acidez de Estructuras amorfas silica-alumina:

inestabilidad y falta de resonancia

Corma, A. Journal of Catalysis. 216 (2003) 298–312

• Catálisis

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Aplicaciones de las ZeolitasAplicaciones de las Zeolitas

Productos de Alquilación de Benceno o Tolueno: (A) zeolitas

HY con baja acidez; (B) zeolitas con alta acidez

(A)

(B)

Corma, A. Journal of Catalysis. 216 (2003) 298–312

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GRACIAS