Síntese seca de Zeólita Beta a partir de precursores Mesoporosos tipo SBA-15 com diferentes métodos de carbonização

Abstract

Zeólitas são aluminossilicatos microporosos e assumiram a posição de catalisadores mais importantes na indústria química. Entretanto, esses materiais microporosos possuem a limitação da difusão de moléculas com diâmetro cinético maior. Os materiais híbridos com arranjo hierárquico de poros na escala micro-mesoporosa atraíram grande atenção e interesses nas últimas décadas pois apresentam atividade ácida similar às zeólitas microporosas e diâmetro de poros ordenados dos materiais mesoporosos. A zeólita Beta pode ser usada em diversas aplicações, incluindo o refino, a petroquímica e o processamento de biomassa. A geração de mesoporos na zeólita beta possibilita maior rendimento melhorando a transferência de massa no processo de FCC. Neste trabalho foram sintetizadas amostras do material mesoporoso SBA-15 e utilizadas como fonte de sílica para a síntese da zeólita beta mesoporosa em meio seco utilizando a técnica de Dry Gel Conversion (DGC). As amostras de SBA-15 foram submetidas a três métodos de carbonização, utilizando como fonte de carbono sacarose, o direcionador de estrutura e ambos, com o objetivo de preencher seus poros com material carbonáceo e evitar o colapso de sua estrutura. A aluminização das amostras foi estudada em dois momentos, antes e durante a síntese do gel seco. Foram estudados três tempos de cristalização. Para caracterização das amostras foram utilizadas as técnicas de difração de raios-X (DRX), adsorção/dessorção de N2, ressonância magnética nuclear (RMN), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de absorção no infra vermelho com transformada de Fourier (FTIR). Os resultados indicaram que houve a formação de zeólita beta apresentando mesoporosidade para o método de carbonização que utilizou apenas o direcionador de estrutura como fonte de carbono. Estas amostras apresentaram estrutura cristalina BEA confirmado pelas análises de DRX e FTIR e formação de isotermas com características do tipo I e IV, com área BET superior a 500m²/g, um volume de microporos próximos de 0,20 cm3/g e com um volume de mesoporos superior a 0,15 cm3/g. Os demais métodos de carbonização formaram uma fase amorfa, materiais de baixa cristalinidade e com formação dos polimorfos B e C em detrimento ao polimorfo A. Os melhores resultados foram obtidos com o tempo de cristalização de 48 horas. As amostras apresentando a formação de mesoporosidade não apresentaram os mes não apresentaram os mes não apresentaram os mesnão apresentaram os mes não apresentaram os mesnão apresentaram os mes não apresentaram os mes não apresentaram os mesnão apresentaram os mes não apresentaram os mes não apresentaram os mes oporos presentes na SBA oporos presentes na SBA oporos presentes na SBA oporos presentes na SBA oporos presentes na SBA oporos presentes na SBA oporos presentes na SBAoporos presentes na SBAoporos presentes na SBAoporos presentes na SBA-15, indicando colapso da 15, indicando colapso da 15, indicando colapso da 15, indicando colapso da 15, indicando colapso da 15, indicando colapso da 15, indicando colapso da 15, indicando colapso da 15, indicando colapso da estrutura estrutura estrutura durante o processo de síntese seca