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Título: Estudo das propriedades de zeólitas naturais modificadas por tratamentos ácidos e/ou básicos
Autor(es): Souza, Vanessa Castro de
Palavras-chave: Zeólitas naturais;Clinoptilolita;Modificação;Planejamento experimental;Armazenamento e captura de gases.
Data do documento: 24-Jul-2018
Referência: SOUZA, Vanessa Castro de. Estudo das propriedades de zeólitas naturais modificadas por tratamentos ácidos e/ou básicos. 2018. 117f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Abstract: The zeolites are crystalline materials constituted by the union of tetrahedra (SiO4 and AlO4) that generate channels and cavities of molecular dimensions, with pore openings of up to 2 nm. The natural zeolite Clinoptilolite (Si / Al ≥ 4) belongs to that of the Heulandite group and presents selectivity for small-radius ions due to the size of its cavities. These natural materials are low cost and associated with modifications can give rise to a material with improved properties and consequently promising for catalytic cracking and gas storage. In this work structural modifications were carried out in natural zeolites Clinoptilolite, with acid and basic treatments, for the improvement of textural properties employing an experimental statistical planning to control process variables. X-ray diffraction, X-ray fluorescence, adsorption / desorption N2, CO2 adsorption, pyridide adsorption, transmission electron microscopy, CO2 capture and H2 storage were used. The acid treatment was the most effective for improving the textural properties obtained by adsorption and desorption analysis of N2 (SBET increased from 27 to 165 m2 /g, V0 increased from 0.00 to 0.04 cm³ / g and Vmeso of 0.10 to 0.16 cm³ / g), although the basic although not having greatly increased the textural properties of the material, greatly increases the Brönsted acidity of the sample by preserving the aluminum. The zeolites clinoptilolites obtained from different deposits (ZNcelta and ZMcelta from cuba and ZNchile from Chile) were treated with acid (ZNceltaac, ZNchileac and ZMceltaac) that showed improvements in their textural properties, with ZNchile being the one that presented a larger area increase (from 47 to 240 m²/g). These samples were used in CO2 adsorption (308K) and presented efficient with an increase in capture of 1.33 mmol / g (ZNchile) to 1.9 mmol / g (ZNchileac) and for storage of H2 (77 K) if showed with a considerable increase in storage capacity that went from 0.17 mmol / g (ZMcelta) to 2.52 mmol / g (ZMceltaac).
Resumo: As zeólitas são materiais cristalinos constituídos pela união de tetraedros (SiO4 e AlO4) que geram canais e cavidades de dimensões moleculares, com aberturas de poros de até 2nm. A zeólita natural Clinoptilolita (Si/Al ≥ 4), pertencente ao do grupo da Heulandita e apresenta seletividade por íons de pequeno raio devido ao tamanho de suas cavidades.Esses materiais naturais apresentam baixo custo e associado com modificações pode-se dar origem a um material com melhorias de propriedades e consequentemente promissor para craqueamento catalítico e armazenamento de gases. Neste trabalho realizaram-se modificações estruturais em zeólitas naturais Clinoptilolita, com tratamentos ácidos e básicos, para melhoria de propriedades texturais empregando um planejamento estatístico experimental para controle de variáveis do processo. Foram empregadas análises de Difração de raios-X, Fluorescencia de raios-X, adsorção/dessorção N2, adsorção de CO2, Adsorção de piridida, Microscopia eletrônica de transmissão, Captura de CO2 e Armazenamento de H2. O tratamento ácido foi o mais eficaz para melhoria das propriedades texturais obtidas por análise de adsorção e dessorção de N2 (SBET passou de 27 para 165 m2 /g, V0 passou de 0,00 para 0,04 cm³/g e Vmeso de 0,10 para 0,16 cm³/g), já o básico apesar de não ter aumentado muito as propriedades texturais do material, aumenta consideravelmente a acidez de Brönsted da amostra por preservar o alumínio. As zeólitas clinoptilolitas obtidas de diferentes jazidas (ZNcelta e ZMcelta oriundas de cuba e ZNchile oriunda do chile) foram tratadas com ácido (ZNceltaac, ZNchileac e ZMceltaac) que apresentaram melhorias em suas propriedades texturais, sendo a ZNchile a que apresentou um maior aumento de área específica (passou de 47 para 240 m²/g) . Essas amostras foram empregadas em adsorção de CO2 (308K) e apresentou-se eficiente com um aumento na captura de 1,33 mmol/g (ZNchile) para 1,9 mmol/g (ZNchileac) e para armazenamento de H2 (77K) se mostrou com um aumento considerável na capacidade de armazenamento que passou de 0,17 mmol/g (ZMcelta) para 2,52 mmol/g (ZMceltaac).
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/26502
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