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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
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