Síntese e caracterização de material micro-mesoestruturado a partir de precursores microporosos

Abstract

As peneiras moleculares microporosas por apresentarem boa atividade catalítica em relação ao craqueamento do petróleo, são os mais importantes catalisadores, usados para estes fins. Entretanto o seu uso no craqueamento do petróleo é limitado em relação à difusividade, já que as moléculas de diâmetro cinético maiores, não se difundem no interior dos canais do catalisador, não sendo assim catalisada uma gama muito grande de moléculas. Com o objetivo de ampliar o número de aplicações destes catalisadores, os pesquisadores conseguiram obter peneiras moleculares mesoporosas com os poros maiores que os dos materiais zeolíticos. Devido aos seus mesoporos, estas apresentam uma ótima difusividade em relação às moléculas de diâmetros maiores sendo possível assim, catalisar uma gama maior de moléculas. Entretanto estas estruturas apresentam uma baixa atividade catalítica, o que torna limitado seu uso em reações que precisam de sítios catalíticos. Recentemente, pesquisas realizadas nesta área têm obtido estrutura, que tenha atividade catalítica, estabilidade térmica das zeólitas e a difusividade das estruturas mesoporosas. Assim este trabalho foi realizado com o intuito de obter um material, que tenha difusividade e sítios catalíticos acessíveis a moléculas de maior diâmetro molecular. A metodologia desenvolvida se propôs como alternativa para obter um material com as propriedades das zeólitas e das estruturas mesoporosas. Como a estratégia buscou-se a cristalização das paredes da estrutura meso-SAPO contendo cristais de micro-SAPO-5, em forma de pó, originando assim, o material micro-meso-SAPO-5. Sendo que o método utilizando o precursor micro-SAPO-5 em forma de pó, para a obtenção do material micro-meso-SAPO-5, não foi eficiente. Entretanto a utilização do micro-SAPO-C em forma de gel, sintetizado, durante os estudos de síntese de micro-SAPO-5, produziu em certas condições de pH, temperatura e tempo de tratamento hidrotérmico resultado satisfatório na obtenção da estrutura micro-meso-SAPO-C. As técnicas de caracterizações utilizadas, foram: Difratometria de Raios X, Microscopia Eletrônica de Varredura e Análise Termogravimétrica. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The microporous molecular sieves show good activity for catalytic cracking compared to oil are the most important catalysts used for these purposes. However its use in the cracking of petroleum is limited with respect to the diffusivity, since the kinetic diameter larger molecules do not diffuse within the channels of the catalyst and thus not a very large range catalyzed molecules. Aiming to expand the number of applications of these catalysts, the researchers were able to obtain molecular sieves with larger pores than zeolitic materials are mesoporous structures. Because of their mesopores, they provide a great diffusivity in relation to molecules of larger diameters being possible thereby catalyzing a wider range of molecules. However, these structures have a low catalytic activity, which makes limited use in reactions that need to catalytic sites. Recently, studies in this area have obtained structure, which has catalytic activity, thermal stability of zeolites and mesoporous structures with diffusivity. Then, this work was carried out in order to obtain a material that has diffusivity and catalytic sites accessible to molecules of greater molecular diameter. The methodology proposed as an alternative to obtain a material with the properties of zeolites and mesoporous structures. As strategy aimed to crystallization of the meso-structure walls of SAPO crystals containing micro-SAPO-5 in powder form, thereby causing the material micro-meso-SAPO-5. Since the method using the precursor micro-SAPO-5 in powder form for obtaining material micro-meso-SAPO-5 was not effective. However, the use of micro-SAPO-C gel synthesized during the studies of the synthesis of micro-SAPO-5, produced under certain conditions of pH, temperature and time of the hydrothermal treatment, satisfactory results in obtaining the micro-structure meso-SAPO-C. The characterization techniques used were: X-ray diffraction, scanning electron microscopy and thermogravimetric analysis.