ABSTRACT
Extruidos de AlFe-PILC con forma de cilindro compacto se emplearon como catalizadores en la reacción de oxidación de fenol en medio acuoso. Debido a que el proceso de elaboración de los extruidos con fase activa AlFe-PILC afecta la actividad intrínseca del catalizador, en este trabajo se determinaron la resistencia mecánica y la estabilidad química del catalizador conformado, así como las limitaciones difusionales por efecto de la aglomeración. Los extruidos se elaboraron con la proporción másica 42/28/30 de arcilla intercalada con AlFe, aglomerante (mezcla 50/50 de bentonita sódica y cálcica) y agua, exhibiendo elevada resistencia mecánica y estabilidad química a la inmersión en agua. Los extruidos de AlFe-PILC presentaron un factor de efectividad menor a 1; por tanto, la reacción se encuentra limitada por la difusión intrapartícula.
AlFe-PILC catalyst shaped as extruded compact cylinders was used in the oxidation of phenol in an aqueous medium. As the process of manufacturing AlFe-PILC extruded, affects the intrinsic activity of the catalyst, in this work the mechanical resistance, the chemical stability and the diffusional limitations of the catalyst conformed were determined. were manufactured with mass ratio 42/28/30 of intercalated clay with AlFe, binder (50/50 mixture of sodium and calcium bentonite) and water, exhibiting high mechanical resistance and chemical stability to immersion in water. The extruded AlFe-PILC showed an effectiveness factor less than 1, therefore, the reaction is limited by intraparticle diffusion.
Catalisador AlFe-PILC extrudado em forma de cilindro compacto foi utilizada na reação de oxidação do fenol em meio aquoso. Dado que o processo de desenvolvimento da fase ativa extrudados com AlFe-PILC afeta a atividade intrínseca do catalisador, neste trabalho determinar a resistência mecânica e estabilidade química do catalisador formando, e as limitações difusionais. Os extrudados foram produzidos com a relação massa 42/28/30 de argila intercaladas com AlFe, aglutinante (50/50mistura de bentonita de sódio e cálcio) e água, exibem alta resistência mecânica e estabilidade química de imersão em água. Os extrudados AlFe-PILC mostrou um factor de eficácia menor a 1, portanto, a reação é limitada pela difusão intrapartícula.
ABSTRACT
En este trabajo se realizó la síntesis de bentonita pilarizada con aluminio en medio concentrado, empleando ultrasonido en la etapa de intercalación. El agente pilarizante fue preparado por hidrólisis del AlCl3 con NaOH, seguido de precipitación con disolución de Na2SO4 y redisolución en Ba(NO3)2, y fue caracterizado por fluorescencia de rayos X (FRX), difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (SEM) y resonancia magnética nuclear de aluminio (27Al-RMN). La arcilla pilarizada fue caracterizada por FRX, DRX y fisiadsorción de N2 a 77 K, revelando propiedades estructurales y texturales comparables a la modificada siguiendo la metodología convencional: suspensiones diluidas y tiempos de intercalación elevados. El empleo de suspensiones concentradas de arcilla- agente pilarizante y la aplicación de ultrasonido en la etapa de intercalación permiten una disminución en el volumen de agua entre el 90-95% y una reducción en el tiempo de intercalación entre el 70–93%respecto almétodo convencional de pilarización.
The synthesis of pillared bentonite with aluminum in concentrated media, using ultrasound at the intercalation step was done. The pillaring agent was prepared by hydrolysis of AlCl3 with NaOH, followed by precipitation with a Na2SO4 disolution and redisolution with a Ba(NO3)2. The pillaring agent was characterized by X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and nuclear magnetic resonance for aluminum (27Al-NMR). The pillared clay was characterized by XRF, XRD and N2 adsorption to 77 K. The pillared bentonite with aluminum in concentrated media using ultrasound at the intercalation step, presents structural and textural properties comparable to the sample modified by the conventional method: diluted suspensions and high intercalation time. Additionally, the use of clay-pillaring agent in concentrated suspensions and ultrasound at the intercalation step allows a 90-95% decrease in the volume of water and a reduction in the intercalation times between 70-93% with respect to the conventional synthesis.
Este estudo foi realizado síntese de bentonite pilarizada com alumínio concentrada no meio, utilizando ultra-som na fase de intercalação. O agente pilarizante foi preparado por hidrólise de AlCl3 com NaOH, seguido de precipitação solução Na2SO4 e redisolución Ba(NO3)2. O agente pilarizante foi caracterizado por fluorescência de raios-X (FRX), difração de raios X(DRX), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e ressonância magnética nuclear de alumínio (27Al-RMN).A argila pilarizada foi caracterizado por FRX, DRX e fisiadsorción N2 a 77 K. A bentonite pilarizada com alumínio concentrada no meio e utilizando ultra-som na fase de intercalação, introduz propriedades estruturais e texturais comparável ao alterada na sequência do método convencional: suspensões e diluído intercalação tempo elevado. Adicionalmente, o uso de suspensões concentradas argila-agente pilarizante e da aplicação do ultra-som na fase de intercalação permitir uma diminuição do volume de água entre 90-95% e uma redução do tempo de intercalação entre 70-93% no que diz respeito ao método convencional de pilarización.
ABSTRACT
El presente trabajo reporta los resultados de la caracterización química, estructural y textural de una vermiculita de origen colombiano modificada con especies simples de Zr y Ti, y el sistema mixto Ti-Zr en relaciones atómicas nominales Zr/(Ti + Zr) = 0,1 y 0,5. Adicionalmente, se evaluó la incidencia de la presencia de sulfato sobre los sistemas mencionados bajo las relaciones nominales sulfato/metal 0; 0,25 y 0,35, incorporando el sulfato ya sea en la solución intercalante, o por impregnación vía húmeda sobre los sólidos modificados y calcinados. Los resultados indican que cuando la sulfatación se lleva a cabo por intercalación, la naturaleza química de la solución intercalante afecta notoriamente la cantidad de metal incorporado, dependiendo de la relación sulfato/metal empleada. De otro lado se estableció que, cuando se lleva a cabo la sulfatación por impregnación, las propiedades texturales, estructurales y morfológicas de los sólidos obtenidos se ven fuertemente afectadas y estan acompañadas de una fijación de azufre significativamente mayor que para los sólidos sulfatados por intercalación.
The present work reports the results of chemical, structural and textural characterization of a Colombian vermiculite modified with simple species of Zr and Ti, and the mixed system of Ti-Zr in nominal atomic relations Zr/(Ti + Zr) = 0,1 and 0,5. Additionally, the incidence of sulfate presence was evaluated under the nominal relations sulfate/metal 0; 0,25 and 0,35, incorporating sulfate either in the intercalation solution, or by impregnation on modified and calcined solids. The results indicate that when the sulfation is carried out by intercalation, the chemical nature of the intercalation solution affects the amount of incorporated metal, depending on the relation used sulfate/metal. When the sulfation by impregnating is carried out, the textural, structural and morphologic properties of the obtained solids are strongly affected and are accompanied of a sulfur fixation significantly greater than for solids sulfated by intercalation.
O trabalho atual relata os resultados do produto químico, caracterização estrutural e textural de um vermiculite Colombian modificado com espécie simples do Zr e o Ti, e o sistema misturado do Ti-Zr no Zr/atômico nominal das relações (Ti + Zr) = 0.1 e 0.5. Adicionalmente, a incidência da presença do sulfato foi avaliada sobre o sulfato das relações/metal nominais 0; 0.25 e 0.35, incorporando sulfato já seja na solução ou do intercalação, ou pelo impregnação em sólidos modificados e calcinados. Os resultados indicam que quando o sulfatação é realizado pelo intercalação, a natureza química da solução do intercalação afeta a quantidade de metal incorporado, dependendo do sulfato/metal usados na relação. Quando o sulfação impregnando é realizado, as propriedades texturaes, as estruturais e as morfologicas de sólidos obtidos fortemente estão afetadas e acompanhadas de uma fixation de enxôfre significativamente mais grande do que para os sólidos sulfatados pelo intercalação.