Preparação de zeólita beta nanoestruturada através da funcionalização de sementes com organossilanos

Abstract

Apesar das zeólitas serem amplamente utilizadas como catalisadores em indústrias químicas e petroquímicas, elas apresentam a desvantagem de limitar a difusão de moléculas volumosas em seus canais. O transporte lento dos reagentes e produtos ao longo dos microporos das zeólitas resulta em um longo tempo de residência, o que favorece reações indesejáveis. Com o intuito de superar este problema, foi estudado neste trabalho o efeito do tipo de organossilanos (fenilaminopropil- trimetoxisilano, fenil-trimetoxisilano e aminopropil-trietoxissilano), bem como o efeito do tempo de pré-cristalização de sementes e de cristalização da zeólita, nas propriedades de zeólitas beta, a fim de obter um método de preparação eficiente para a obtenção desses sólidos. As amostras foram preparadas pela funcionalização de sementes da zeólita com organossilanos, a fim de diminuir ou prevenir o crescimento de cristais da zeólita beta. Dois grupos de amostras foram preparados: (i) variando o tempo de pré-cristalização das sementes e de cristalização da zeólita e (ii) alterando o tipo de organossilanos. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, área superficial específica e porosidade, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva de raios X e espectroscopia de ressonância magnética nuclear de 27Al e 29Si. Notou-se que o tempo de pré-cristalização das sementes e de cristalização da zeólita não afeta significativamente o tamanho do cristal. Por outro lado, o menor tempo de précristalização das sementes levou à sólidos com a maior área superfícial específica e área microporos, mas com a menor quantidade de alumínio. Na amostra com o maior tempo de cristalização, não foi notada a adsorção do organossilano na zeólita. A funcionalização das sementes com organossilanos levou à produção de um sólido com menor tamanho de partícula e mais alumínio na rede zeolítica, em comparação com amostras não funcionalizadas. A amostra mais promissora foi sintetizada com o tempo de pré-cristalização de um dia e um período de cristalização de dois dias utilizando o fenil-aminopropil-trimetoxisilano, pois apresentou um menor tamanho de cristal, maior área de microporos e maior área externa.