Propiedades de adsorción en zeolitas con anillos de 8 miembros: I. microporosidad y superficie externa

Abstract

RESUMENEn este trabajo se reporta la síntesis de zeolita LTA y sus posteriores intercambios iónicos con distintas sales inorgánicas. De manera adicional se reportan datos experimentales sobre la estimación del área externa en zeolita LTA intercambiada usando el método t. La caracterización físico-química de estas zeolitas es abordada a través de métodos de Difracción de Rayos X (DRX), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía de Infrarrojo (IR) y Adsorción de N 2 a 76 K. La zeolita LTA fue sintetizada hidrotérmicamente partiendo de una mezcla compuesta por hidróxido de sodio, aluminato de sodio y silicato de sodio en las relaciones estequiométricas requeridas. Posteriormente se le realizó un intercambió iónico con nitrato de plata y sales en forma de cloruros de K, Ca, Cd, Zn, Cu, y Mn. La zeolita intercambiada con cationes bivalentes, presentó mejores propiedades para la adsorción de nitrógeno. Los espectros de rayos X de la zeolita matriz y de aquella intercambiada mostraron buena cristalinidad. La microscopía electrónica de barrido mostró la presencia de un gran número de cristales definidos y biselados. El estudio de caracterización de textura de la zeolita intercambiada con las distintas sales mencionadas mediante la adsorción de nitrógeno a 76 K mostró que es posible obtener substratos de zeolita LTA que desarrollen altas porosidades. La mayoría de los microporos de estos materiales son supermicroporos (huecos entre 0.7 y 2 nm). El valor de la microporosidad determinada por el método  de Sing para la muestra intercambiada con Ca, revela que los microporos contenidos en la zeolita incluyen ultramicroporos y supermicroporos, en los cuales se lleva a cabo el llenado primario y secundario respectivamente.Palabras clave: microporos, zeolitas, área externa, zeolita LTA, adsorción. Adsorption properties in zeolites containing 8-membered rings I. Microporosity and external surface area ABSTRACTIn this work synthesis of LTA zeolite and its ionic exchange with inorganic chemical salts were studied. Likewise experimental results are reported about LTA zeolite external surface area by using the t-plot method. Physicochemical characterization of this zeolite was carried out by XRD, SEM, IR and nitrogen adsorption (76 K) techniques. LTA zeolite was synthesized hydrothermally starting from a hydrogel mixture composed by NaOH, Na[Al(OH)4] and Na2SiO4 in stoichiometric amounts determined by its crystallization field. An ion exchange was carried out in LTA zeolite with AgNO3, KCl, CaCl2, CdCl2, ZnCl2, CuCl2 and MnCl2 (0.1 N for

Mixed Matrix Membranes prepared from polysulfone and Linde Type A zeolite

“…To discuss the Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy spectra of samples shown in Figure 3 and the bands assigned for the structure of LTA zeolite was considered the most reported point of view [25][26][27][28], which is based on the interpretation of the theoretical spectra corresponding to the vibrations of the D4R structural units in synthetic LTA zeolite [26]. The Figure 3 shows characteristic bands of as-synthesized LTA zeolite in the range 4000 to 400cm −1 from the absorption of defined frequencies of these zeolites.…”

Zeolitas Naturales: Una Alternativa para la Remediación Ambiental

“…La estrategia experimental seguida por nuestro grupo de investigación tomó como punto de partida la ubicación de yacimientos de zeolita en la provincia de Chiriquí, su preparación previa, la caracterización de sus propiedades morfológicas y estructurales, y el diseño de los ensayos para determinar la dinámica y eficiencia de los procesos de remoción de metales utilizando este material en diversas condiciones. La evaluación de la estructura de las muestras de zeolitas se complementará con el uso de técnicas como la espectroscopía infrarroja de transformada de Fourier (FTIR), la cual permite explorar los grupos funcionales o químicos presentes, así como con técnicas de microscopía óptica y petrografía, las cuales nos permiten confirmar las fases mineralógicas presentes (Owino, et al, 2015), así como por Microscopía de Electrónica de Barrido (MEB) con el fin de determinar la forma y tamaños de los poros, morfología de los cristales y fases presentes en la superficie de la zeolita e incluso la composición química elemental local, con ayuda de la técnica de dispersión de energía de rayos X, EDX (Corona, et al, 2009, Hernández, 2015, Ortega et al, 2015, Espejel-Ayala et al, 2015, Villaquirán-Caiced, et al, 2016, Juma, et al, 2016.…”

“…Ensayos como la granulometría, superficie específica, porosidad y densidad (Goñi, et al, 2010, Georgiev, et al, 2013, y ensayos como capacidad de Intercambio Catiónico (CIC), estabilidad de la zeolita en medio acuoso y ácidos, así como la estabilidad térmica (Corona, et al, 2009, Villaquirán-Caiced, et al, 2016 serán utilizados para la caracterización de las propiedades físicas de las zeolitas.…”

“…Se seleccionó la metodología de ensayo de Recipientes para Ensayos de Lote (REL) para la determinación de la eficiencia de adsorción de metales de las muestras de zeolitas a través de las Isotermas de adsorción, que permiten evaluar la máxima capacidad de adsorción de metales o especies por parte de la zeolita (Corona, et al, 2009). Se hará uso de los modelos de Langmuir y Freundlich, que cuentan con un mayor nivel de utilidad, para establecer la distribución del equilibrio de adsorción.…”

“…En siguiente etapa, se evalúan las características químicas del material obtenido: su composición química, es decir los niveles de silicio, aluminio, hierro, calcio, magnesio, sodio, potasio, carbonatos, humedad, agua estructural, pH, sales disueltas, cloruros, sulfatos, utilizando diversas técnicas especializadas como espectroscopía de absorción atómica, espectrofotometría de absorción UV-Visible, y de manera opcional se contempla utilizar la fluorescencia de rayos X (Alvarado et al, 2013, Hu et al, 2014, Mahmood and Salish, 2015). En adición, se determinará la presencia de las diversas fases y estructuras mineralógicas y químicas, el grado de cristalinidad, tipo de geometría en las direcciones de difracción del sistema cristalino, con la ayuda de técnicas como Difracción de Rayos X(Gakujutsu, 1992, Gómez, 2001, Corona, et al, 2009, Hu et al, 2014, Hernández, et al, 2015, Chiappim, et al, 2016, Juma, et al, 2016.…”