Síntese de zeólitas hierárquicas mordenita e chabazita e suas propriedades catalíticas

Resumo

A utilização de zeólitas tem sido um foco estratégico na conversão de dióxido de carbono (CO2) em produtos químicos industriais porque o CO2 é um dos principais gases de efeito estufa e possui alta concentração na atmosfera. Zeólitas são aluminossilicatos cristalinos microporosos amplamente empregados em várias reações catalíticas devido à sua seletividade, estrutura microporosa bem definida, alta área específica, alta estabilidade térmica e sítios ácidos ativos. A viabilidade de modificar suas propriedades físicas e químicas alterando os parâmetros de síntese ou utilizando tratamentos pós-síntese pode conferir-lhes características únicas. A respeito disso, as zeólitas hierárquicas têm sido preparadas para melhorar a acessibilidade dos sítios ativos, aumentando o tamanho dos microporos, introduzindo mesoporos ou reduzindo o tamanho dos cristais. Essas estratégias permitem a rápida difusão de reagentes e produtos, melhoram a atividade catalítica e prolongam a vida útil do catalisador. Nesse contexto, este projeto tem como objetivo estudar minuciosamente os mecanismos de cristalização das zeólitas hierárquicas SSZ-13 e MOR a fim de obter condições de síntese otimizadas e alta atividade catalítica. As zeólitas hierárquicas serão sintetizadas e os efeitos do tempo de cristalização, temperatura e tempo de envelhecimento serão avaliados. Além disso, as zeólitas serão avaliadas quanto à acessibilidade, atividade e estabilidade de seus sítios ácidos. Técnicas avançadas de caracterização como DRX, fisissorção de N2, SEM, ICP-AES, RMN em estado sólido in situ e TPD-NH3 serão usadas para estabelecer correlações precisas entre a função de síntese-propriedade para obter estruturas hierárquicas para a conversão de metano ao metanol e do metanol a produtos. O resultado da pesquisa proposta será essencial para a compreensão dos mecanismos de cristalização das zeólitas hierárquicas, melhorar suas condições de síntese e, finalmente, impulsionar a atividade catalítica, acessibilidade de sítios ácidos e estabilidade térmica. (AU)