Síntesis de materiales porosos híbridos zeolita-SiO2 y su aplicación en procesos de catálisis ambiental

Abstract

In the present work there is described the synthesis and characterization of porous hybrid materials: modenite type zeolite supported in porous silica (SiO2), by sol – gel method (SG). The integration of the crystalline structure with the amorphous structure can produce effects synergetic on the active phase of the catalyst. The samples are modified by exchanger ionic with Cu, to obtain active materials in environmental catalysis. The exchanger ionic of the mordenite ammoniated form was realized by means of two routes: a) Exchanging NH4+ of mordenite by Cu2+ using copper solution. Before synthesis of SiO2 by sol-gel method. b) Exchanger ionic of NH4+ by Cu2+ after synthesis by sol-gel method. The materials were dried, crushed and treated in flow of hydrogen to temperatures from 150 to 650 ºC, in increases of 100 ºC. The content of Cu was evaluated by energy dispersive spectroscopy (EDS). The characterization of the samples was realized by diffraction x-ray (XRD), spectroscopy UV-Vis and scanning electronic microscopy (SEM); the superficial area was measured by BET´s method. In the end the catalytic activity of the samples was evaluated in the reaction of CO oxidation to CO2.

En el presente trabajo se describe la síntesis y caracterización de materiales porosos híbridos: zeolita, tipo mordenita, soportada en matriz de sílice porosa (SiO2), mediante el método sol-gel (SG). La integración de la estructura cristalina con la estructura amorfa puede producir efectos cinegéticos sobre la fase activa del catalizador. Las muestras se modifican mediante intercambio iónico con Cu, para obtener materiales activos en catálisis ambiental. El intercambio iónico de la mordenita en forma amoniacal se realizó mediante dos rutas: a) Intercambiando NH4+ de la mordenita por Cu2+ utilizando una solución cúprica, antes de la síntesis de SiO2 por el método sol-gel. b) Intercambio iónico de NH4+ por Cu2+ después de la síntesis por el método sol-gel. Los materiales fueron secados, triturados y tratados en flujo de hidrógeno a temperaturas de 150 a 650 ºC, en incrementos de 100 ºC. El contenido de Cu se evaluó por espectroscopia de energía dispersiva (EDS). La caracterización de las muestras se realizó por difracción de rayos X (XRD), espectroscopia UV-Vis y por Microscopia electrónica de barrido (SEM); el área superficial se midió por el método de BET. Al final se evaluó la actividad catalítica de las muestras en la reacción de oxidación de CO a CO2