Pilarização de uma argila brasileira com poliidroxications de alumínio: preparação, caracterização e propriedades catalíticas

Abstract

Recebido em 4/5/04; aceito em 10/12/04; publicado na web em 25/5/05 PILLARIZATION OF A BRAZILIAN CLAY WITH ALUMINIUM POLYHYDROXICATIONS: PREPARATION, CHARACTERIZATION AND CATALYTIC PROPERTIES. Montmorillonite clay from Brazil was pillared with aluminium polyhydroxications. The influence of aging of the pillaring solution and the concentration of the clay suspension on the properties of the prepared materials was studied. The materials were characterized by chemical analysis, XRD and pore analysis by N 2 adsorption. The catalytic properties were evaluated in the cumene cracking reaction. Results showed that the pillarization process increases the basal spaces of natural clay from 9.7 to 18.5 Å and the surface area from 41 to 300 m 2 /g. Keywords: pillared clays; montmorillonite; aluminium polyhydroxication. INTRODUÇÃOAs argilas pilarizadas são um dos grupos de materiais mais estudados dentro dos grupos de materiais micro e mesoporosos desenvolvidos pela engenharia molecular. O interesse por argilas pilarizadas surge no desenvolvimento de "Fluid Cracking catalysts" (FCC) que sejam capazes de converter moléculas grandes existentes nas frações pesadas dos óleos. As zeólitas, o FCC tradicional, contém poros relativamente pequenos de 6 a 9 Å, por isso requerem um pré-processamento das moléculas grandes antes de serem utilizadas. Vári-os estudos vêm sendo realizados na preparação de zeólitas com poros maiores ou com grande acessibilidade. Uma alternativa é a utlização de argilas pilarizadas que podem ter poros maiores que as zeólitas.As argilas pilarizadas são sintetizadas mediante a troca iônica de cátions da argila, como Ca +2 e Na + , por cátions maiores, como por ex. poliidroxicátions de Al, Zr, Ti e outros. O material resultante, depois da calcinação, contém óxidos que funcionam como pilares, mantendo as camadas separadas e expondo as superfícies internas das argilas. As dimensões das cavidades podem ser significativamente maiores que as produzidas nas zeólitas e a acidez é suficiente para catalisar reações de craqueamento. Pela variação do tamanho do pilar e/ou do espaçamento entre pilares, pode-se ter um tamanho de poro adequado para uma determinada aplicação, que não se restringe ao craqueamento catalítico.A bibliografia de preparação e aplicação das argilas pilarizadas é bastante ampla e algumas revisões têm sido apresentadas 1-8 . O presente trabalho relata a viabilidade da preparação e o estudo de algumas propriedades de uma argila Montmorillonita paranaense pilarizada com oligômeros de alumínio. PARTE EXPERIMENTALA argila utilizada foi uma Montmorillonita da região de São Mateus do Sul (PR -Brasil), facilitada pela PETROSIX, sem tratamentos adicionais 4 . O material foi pilarizado com oligômeros de alumínio e estudou-se a influência da concentração da suspensão da argila e o tempo de oligomerização nas suas propriedades. Os materiais preparados foram avaliados cataliticamente frente ao craqueamento do Cumeno. A preparação das argilas pilarizadas consiste basicamente em três etapas: preparação da solução pil...

Porous heterostructured clays - recent advances and challenges - revisão

“…Pillared clays have specifi c areas, ranging from 50 to 200 m².g -1 , are hydrothermally less stable than zeolites but have larger pore volumes, favoring reactions of high-volume molecules [8]. Previously studies describe this topic [3,[9][10][11].…”

Nanotechnologies in Food and Agriculture

“…Studies have demonstrated that structure of clay minerals can be modified by pillarization (Luna and Schuchardt 1999;Pergher and Sprung 2005) or exfoliation phenomena (Murray 2000). Exfoliation takes places by a primary ion exchange (Na + or Ca 2+ ) by larger ions, resulting in a interlayer expansion.…”

Filossilicatos 2:1 com hidróxi entrecamadas em solos: estado atual do conhecimento e perspectivas de pesquisa

“…Os métodos de pilarização também evoluíram muito ao longo dos anos (DEL REY-PEREZ-CABALLERO; PONCELET, 2000;URABE;ISAO;YUSUKE, 1996;SELVARAJ et al, 1996;GUERRA et al, 2006;LEITE et al, 2000;SPRUNG, 2005;FORNÉS, 1999), resultado da intensa pesquisa e do desenvolvimento em virtude das suas propriedades catalíticas extremas. O estudo sobre os polioximetalatos têm enfatizado que as propriedades catalíticas destes materiais estão associadas ao íon central, geralmente de um metal raro como vanádio, por exemplo.…”