Caracterización textural y químico física superficial de zeolitas de interés catalítico

Resumen

En este trabajo hemos puesto a punto un método que nos permite deducir la textura de zeolitas de nueva síntesis mediante la adsorción de moléculas sonda de distinto tamaño, forma y flexibilidad estructural, utilizando la microcalorimetría de absorción. Con esta técnica la información no se reduce simplemente a la determinación del tamaño de los mircroporos, sino que se pueden obtener otros datos texturales de gran importancia como la existencia de cavidades o la forma de los microporos. El método consistió en determinar como variaba la densidad de empaquetamiento (cantidad adsorbida pro centímetro cúbico de volumen microporoso) de un conjunto de adsorbatos (n-hexano, ciclohexano, benceno, tolueno, m-sileno y 1,3,5-trimetilbenceno) en zeolitas de textura conocida y representativas de las encontradas hasta el momento (zeolitas con microporos unidireccionales de distinta forma y tamaño, o zeolitas con microporos en distintas direcciones que se cruzan dando lugar a cavidades). A partir de este estudio y determinado las densidades de empaquetamiento de esos adsorbatos en zeolitas de nueva síntesis pudimos determinar su textura. La microcalorimetría de adsorción también ha sido utilizada para el estudio de la acidez superficial, usando como molécula sonda las propias moléculas aromáticas, moléculas de baja basicidad pero similar a la que presentan las moléculas orgánicas usadas en las reacciones catalíticas, lo que da idea de que centros ácidos pueden realmente catalizar una reacción. Este estudio se realizó porque se observó que las isotermas volumétricas presentaban un calor de adsorción inicial más elevado debido a la interacción específica del anillo aromático y dichos centros ácidos. La adsorción de agua ha permitido, de forma análoga al estudio de la acidez, estudiar la hidrofilidad e hidrofobidad de un conjunto de zeolitas con distinto contenido en titanio y sin alumnio, demostrando que el agua se adsorbe específicamente sobre el catión titanio, incluso si previamente había adsorbido tolueno.