Síntesis de zeolitas de estructura LTA con distinta relación Si/Al y su aplicación como catalizadores en la reacción de metanol a olefinas

Abstract

El objetivo de este trabajo es sintetizar varias zeolitas de estructura LTA con distinta relación Si/Al y emplearlas como catalizadores en la reacción de metanol a olefinas con el fin de estudiar la influencia del contenido en Al sobre la actividad catalítica. La zeolita LTA posee una estructura con aperturas de poro de tamaño pequeño (4.1Å) que dan acceso a grandes cavidades en su interior y presenta una elevada capacidad de adsorción. Se sintetiza comúnmente con una relación Si/Al = 1 y se utiliza como adsorbente y como componente de detergentes. Sin embargo, para poder ser empleada como catalizador es necesario aumentar su relación Si/Al. En la bibliografía se han descrito distintos procedimientos de síntesis que han permitido obtener esta zeolita con mayor relación Si/Al, e incluso se ha preparado en su composición puramente silícea (ITQ-29). En este trabajo se pretende preparar la zeolita LTA con relaciones Si/Al = 5 y superiores con el propósito de emplearla como catalizador en la reacción de metanol a olefinas, en la que se suelen utilizar zeolitas de tamaño de poro pequeño. En concreto, el plan de trabajo del proyecto abarca los siguientes apartados: 1) Síntesis de zeolitas del tipo LTA con la misma relación Si/Al, alrededor de 20-30, empleando dos métodos de síntesis diferentes descritos en la bibliografía. Para ello, será necesario preparar las moléculas que se utilizan como agentes orgánicos directores de estructura en la síntesis, puesto que no se encuentran disponibles comercialmente. Se evaluará la reproducibilidad y el rendimiento de dichos métodos de síntesis. También se pretende comparar las propiedades de las zeolitas sintetizadas mediante el uso de distintas técnicas de caracterización, tales como difracción de Rayos X, análisis termogravimétrico, análisis químico por ICP, adsorción de N2 para la determinación de la porosidad y área superficial, etc. 2) Síntesis de zeolitas del tipo LTA de relación Si/Al = 5 empleando otro método de síntesis descrito en bibliografía. Se evaluará la reproducibilidad y el rendimiento de dicho método de síntesis y se realizará la caracterización correspondiente de la zeolita sintetizada empleando las técnicas mencionadas anteriormente. 3) Una vez sintetizadas las zeolitas se llevará a cabo la calcinación de las mismas para eliminar el material orgánico usado durante la síntesis y liberar así la porosidad. A continuación, se emplearán las zeolitas calcinadas como catalizadores en la reacción de metanol a olefinas (MTO) utilizando el mismo tiempo espacial y las mismas condiciones de reacción con el fin de evaluar la actividad catalítica de todas las zeolitas preparadas.