Formação de mesoporosidade em zeólitas ZSM-5: avaliação do método de preparação e do potencial como catalisador ácido através do craqueamento de cicloexano

AUTOR(ES)

Edilene Deise da Silva

FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

27/04/2012

RESUMO

Devido ao seu potencial como catalisador ácido e estabilidade hidrotérmica, as zeólitas USY, ZSM-5 e mordenita são utilizadas em diversos processos no refino de petróleo e em petroquímica. Com a descoberta de novas jazidas no Brasil, a indústria do petróleo deve se adequar tecnologicamente para ter capacidade de processar frações pesadas e atender o aumento da demanda por derivados de maior valor agregado (gasolina, diesel e olefinas). Para isso, um desempenho mais eficiente no uso dessas zeólitas pode ser alcançado melhorando a acessibilidade aos sítios ativos e/ou reduzindo o caminho difusional no interior do seu sistema microporoso. Nesse contexto, o objetivo do estudo foi sintetizar zeólitas ZSM-5 com estrutura hierárquica de poros e avaliar seu potencial como catalisador ácido por meio do craqueamento de cicloexano, utilizado como molécula modelo. Na síntese desses materiais foram utilizados o carbono Black Pearls 2000 e uma molécula surfactante organossilano, como agentes direcionadores da formação de mesoporos. As zeólitas foram caracterizadas por difração de raios X, fisissorção de nitrogênio, espalhamento de raios X a baixos pequenos, microscopia eletrônica de varredura e transmissão, ressonância magnética nuclear do núcleo 27Al, fluorescência de raios X, espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier e dessorção de amônia a temperatura programada. As propriedades e atividade ácida das zeólitas sintetizadas foram comparadas às de uma zeólita ZSM-5 isenta de mesoporosidade. Os resultados revelaram que as metodologias de síntese foram efetivas na formação de cristais de zeólita ZSM-5 contendo a microporosidade intrínseca da estrutura MFI combinada à presença intracristalina de mesoporos. O carbono Black Pearls 2000 gerou mesoporos que foram uma replica inversa das partículas desse material com diâmetro médio de 12 nm e o surfactante anfifílico mesoporos com diâmetros em torno de 4 nm. O craqueamento de cicloexano mostrou que os sólidos com estrutura hierárquica de poros mantiveram o potencial ácido de zeólitas ZSM-5, sendo os rendimentos e seletividades dessa reação similares para todas as zeólitas micro-mesoporosas sintetizadas. A presença de mesoporos favoreceu, entretanto, a formação de produtos resultantes de isomerização e transferência de hidrogênio.

ASSUNTO(S)

materiais micromesoporosos zsm-5 zeólita catálise engenharia quimica craqueamento catalítico

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