The effect of the acid pretreatment temperature of natural diatomaceous earth on the Si/Al ratio of ZSM-5 zeolite

La tierra de diatomea boliviana es una fuente de silicio potencialmente más económica en comparación a los reactivos de alta pureza comúnmente utilizados para la síntesis de zeolitas. Dada su composición compleja es necesario realizarle un pretratamiento ácido con el fin de reducir las impurezas y regular el contenido de aluminio. En este artículo se realizaron múltiples experimentos durante la etapa de pretratamiento ácido. La temperatura del pretratamiento ácido fue modificada en un rango entre 50 y 155 °C esto con el fin de determinar su efecto en la relación Si/Al final. Los resultados mostraron que la relación Si/Al puede ser modulada en un rango entre 6,2 y 38,1. Posteriormente, se obtuvieron zeolitas a partir de la tierra de diatomea modificada. Las zeolitas obtenidas presentaron una relación Si/Al entre 9,6 y 40,2. Se aplicaron distintas técnicas de caracterización para la determinación de las propiedades. El grado de cristalinidad y el área superficial específica están directamente relacionadas con la relación Si/Al. Los sitios ácidos están conformados por ácidos fuertes de tipo Brönsted y ácidos fuertes y débiles de tipo Lewis. Para la zeolita con menor relación Si/Al se determinó una elevada acidez total (>0,51 molNH3/Kgzeolita), mientras que para la zeolita con mayor relación Si/Al la acidez total se redujo considerablemente (<0,38 molNH3/Kgzeolita).

Bolivian diatomaceous earth is a potentially lower cost silica source than conventional high purity reagents used in zeolite synthesis. Due to its complex composition, it is necessary to pre-treat it with sulfuric acid in order to reduce impurities and regulate the aluminum content. In the present work several experiments were carried out with natural Bolivian diatomaceous earth in the pre-treatment stage. In order to determine the effect on the final Si/Al ratio, the temperature of the acid pre-treatment was varied between 50 to 155 °C. The results show that the Si/Al ratio can be modulated from 6.2 up to 38.1. These treated diatomaceous earth samples were used to synthetise ZSM-5 zeolite. The obtained ZSM-5 zeolites have a Si/Al ratio in the following range: 9.6 to 40.2. XRD, NH3-TPD and Nitrogen Physisorption techniques were used to characterise the properties of the obtained zeolites. The degree of crystallisation and the specific surface area are directly related to the Si/Al ratio, resulting in high values at high Si/Al ratios. The acid sites are composed of strong Brönsted acid sites and, strong and weak Lewis acid sites. For the zeolite with a low Si/Al ratio a high total acidity was found (>0.51 molNH3/Kgzeolite), while at high Si/Al ratios the total acidity is reduced (<0.38 molNH3/Kgzeolite).

A terra diatomácea boliviana é uma fonte potencialmente mais barata de silício em comparação com os reagentes de alta pureza comumente usados para a síntese de zeólitas. Dada a sua composição complexa, é necessário realizar um pré-tratamento ácido para reduzir as impurezas e regular o teor de alumínio. No presente trabalho, vários experimentos foram realizados durante a etapa de pré-tratamento ácido. A temperatura do pré-tratamento ácido foi modificada em uma faixa entre 50 e 155 °C para determinar seu efeito na relação Si/Al final. Os resultados mostram que a razão Si/Al pode ser modulada em uma faixa entre 6,2 e 38,1. Posteriormente, as zeólitas foram obtidas a partir de terra diatomácea modificada. As zeólitas obtidas possuem uma razão Si/Al entre 9,6 e 40,2. Diferentes técnicas de caracterização foram aplicadas para determinar as propriedades. O grau de cristalinidade e a área superficial específica estão diretamente relacionados com a razão Si/Al. Os sítios ácidos são compostos por ácidos fortes do tipo Brönsted e ácidos fortes e fracos do tipo Lewis. Para a zeólita com menor relação Si/Al, foi determinada uma alta acidez total (>0,51 molNH3/Kgzeólita), enquanto para a zeólita com maior relação Si/Al, a acidez total foi consideravelmente reduzida (<0,38 molNH3/Kgzeolita).

Efficacy of clinoptilolite supplementation on milk yield and somatic cell count / La eficacia de la suplementación con clinoptilolita sobre la producción de leche y el recuento de células somáticas

Objective. To determine the efficiency of clinoptilolite supplements on milk production and somatic cell count (SCC). Materials and methods. 80 Holstein-Friesian cows were used, between 2 and 4 years of age ad between their first and third lactation. Two groups made up of 40 animals were constituted, and one of the following treatments were assigned randomly: Control group (n=40) with a basal diet, and experimental group (Clinoptilolite; n=40) with a basal diet + 3% (p/p) of clinoptilolite. The basal diet consisted of corn, hay, sunflower flour, barley grains, wheat bran and soy flour. The experiment lasted 16 weeks (February to June 2013) and began 4 weeks before the expected delivery date. 2560 milk samples were taken (morning and evening), and the farm was visited twice a week. Results. The mean values for the control group and the clinoptilolite group were 30.63±0.851 and 33.66±0.756, respectively. Milk prouction for the clinoptilolite group was higher than that of the control group (p<0.01). SCC for the control and clinoptilolite groups was 5.06±0.045 and 4.79±0.011, respectively (p<0.01). Conclusions. Supplementing with 3% (p/p) clinoptilolite in dairy cows increases milk production and decreases somatic cell count.

Objetivo. Determinar la eficacia de la suplementación con clinoptilolita sobre la producción de leche y recuento de células somáticas (RCS). Materiales y métodos. Se utilizaron 80 vacas Holstein-Friesian, entre 2 y 4 años de edad y entre la primera y tercera lactancia. Se conformaron dos grupos de 40 animales y al azar se les asignó uno de los siguientes tratamientos: Grupo control (n=40) con dieta basal y un grupo experimental (Clinoptilolita; n=40) con dieta basal + 3% (p/p) de clinoptilolita. La dieta basal consistió de maíz, heno, harina de girasol, granos de cebada, salvado de trigo y harina de soja. El experimento se llevó a cabo en 16 semanas (febrero a junio de 2013) y se inició 4 semanas de la fecha esperada del parto. Se tomaron 2.560 muestras de ordeño de leche (mañana y tarde), las visitas a la granja fueron realizadas dos veces por semana. Resultados. Los valores medios para el grupo control y el grupo clinoptilolita fueron 30.63±0.851 y 33.66±0.756, respectivamente. La producción de leche para el grupo clinoptilolita fue mayor que en el grupo control (p<0.01). El RCS para los grupo control y clinoptilolita fue de 5.06±0.045 y 4.79±0.011, respectivamente (p<0.01). Conclusiones. La suplementación de 3% (p/p) de clinoptilolita en la dieta de vacas lecheras incrementa la producción de leche y disminuye el recuento de células somáticas.

Nutrient release by a Brazilian sedimentary zeolite

This report describes the characterization of a sedimentary occurrence from the Parnaíba Basin, Brazil, containing the zeolite stilbite intertwined with smectitic clay mineral. The head samples from different sites present a wide content range of the zeolitic phase - 15 percent to 50 percent. The use of simple separation techniques - conventional gravitic treatments - yields concentrates containing about 67 percent of the zeolitic component. Assays with the amendments of these concentrates with plant nutrients yield release rates matching those reported for similar commercial products.

São apresentadas as propriedades físico-químicas de uma ocorrência sedimentar da Bacia do Parnaíba, Brasil, da zeólita estilbita, agregada a uma argila esmectítica. As amostras de diferentes sítios apresentam uma ampla variação do mineral zeolítico: entre 15 por cento a 50 por cento. A utilização de espirais concentradoras foi suficiente para obtenção de concentrados contendo até 67 por cento do mineral. Ensaios laboratoriais do concentrado dopado com fertilizantes revelam taxas de liberação de nutrientes comparáveis aos obtidos com produtos comerciais similares.

Evaluación del ffecto de la impregnación de plaino sobre las características ssuperficiales y estructurales de una zeolita y / Evauation of thee platinum impregnaion effect on the surface and sstructure features of a zeolite y / Avaliação do efeito da impregnação da platina sore as características superficiiais e estruturais de uma zeolita y

El presente artículo muestra la evaluación de los cambios texturales, superficiales y estructurales en una zeolita Y empleada en la síntesis de sólidos a base de platino soportado. Las características estructurales se analizaron mediante difracción de rayos X (DRX), y las propiedades texturales y morfológicas mediante fisiadsorción de nitrógeno a 77K y microscopía electrónica de barrido (SEM). Adicionalmente, se determinó la dimensión fractal y la distribución de potenciales de adsorción para todos los sólidos. Los resultados muestran que el proceso de síntesis induce la formación de microporosidad en los sólidos, conservando la estructura de la zeolita y sin ocasionar alteraciones topográficas o energéticas importantes sobre la superficie del soporte.

The present paper shows the evaluation of texture, surface and structure changes on a zeolite Y employed in the synthesis of solids based on supported platinum. The structure features were analyzed by X-ray diffraction (XRD) whereas the texture and morphologic properties were studied from nitrogen adsorption isotherms (77K) and scanning electron microscopy (SEM). In addition, fractal dimension and adsorption potential distribution were determinedall solids. The results show that the synthesis process induces the microporosity formation, maintaining the zeolite structure and without important topographic or energetic alterations on the surface.

O presente artigo mostra a avaliação das mudanças texturais, superficiais e estruturais em uma zeolita Y empregada na síntese de sólidos na base de platina suportada. As características estruturais foram analisadas mediante difração de raios X (DRX) e as propriedades texturais e morfológicas mediante fisiadsorção de nitrogênio a 77K e microscopia eletrônico de varredura (SEM). Adicionalmente se determinou a dimensão fractal e a distribuição dos potenciais de adsorção para todos os sólidos. Os resultados mostram que o processo da síntese induz a formação da microporosidade, conservando a estrutura da zeolita sem causar alterações topográficas ou energéticas importantes sobre a superfície de suporte.

Modificaciones ee las propiedades texturales y structurales de una zeolita usyy y de sus mezclas con "caolín clay" y clorhidrol como consecuencia del tratamiento hidrotérmico / Modifications of the textural and structural proprties of zeolite usy and its miixture with kaolin clay and chlorhydrol as consequence of the hydrothermal treatment

El catalizador de FCC está constituido por partículas de composición compleja donde el componente activo es una zeolita Y. En este trabajo se presentan los resultados texturales y estructurales de una zeolita USY comercial lixiviada, de una serie de catalizadores con 7, 15, 25, 35 y 45% de material activo y los de estos materiales desactivados hidrotérmicamente. Las muestras se caracterizaron por fluorescencia de rayos X (FRX), difracción de rayos X (DRX), resonancia magnética nuclear de silicio (29Si RMN) y fisiadsorción de nitrógeno a 77 K. A partir de estos resultados se hallaron correlaciones entre el volumen de microporo y el contenido de zeolita y entre el grado de cristalinidad y el porcentaje de zeolita. Además, se encontró que un tratamiento con sólo 20% de vapor de agua a 1033 K durante 16 horas destruye los grupos estructurales Si(2Al) y Si(3Al) como reflejo de la dealuminización drástica que sufre el material.

FCC catalyst is made up of particles of complex composition where the main active component is a Y zeolite. This work presents the textural and structural results of a commercial USY zeolite which had been previously prepared from a set of catalysts with 7, 15, 25, 35 y 45% of active material and of the hydrothermally deactivated materials zeolite. The samples have been characterized by X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), 29Si NMR spectroscopy and nitrogen adsorption at 77K. From these results was found correlations between micropore volume and zeolite content and degree crystallinity and %zeolite. Also, it was found that an hydrothermal treatment at 1033 K with only 20% steam during 16 hours destroys the structural groups Si(2Al) and Si(3Al) as a reflection of the strongly dealumination of the zeolite component of the catalyst.