Impacts of ball-milling on ZSM-5 zeolite properties and its catalytic activity in the two-phase glycerol ketalization with acetone

Autor(es)

Lima, Diego S. D. ; Zapelini, Iago W. ; Silva, Laura L. ; Mintova, Svetlana ; Martins, Leandro

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: CATALYSIS TODAY; v. 441, p. 8-pg., 2024-06-12.

Resumo

A series of acidic ZSM-5 zeolites were mechanically ball-milled for different periods and further applied as catalysts in the liquid-phase glycerol ketalization with acetone. Structural and textural characterizations showed that the samples had considerable crystallinity and micropore volume loss due to amorphization. On the other hand, due to a comminution effect, the external surface area increased and particle size reduced. TPD and FTIR analyses with probe molecules with different sizes, such as ammonia, pyridine (Py), and 2,6-di-tert-butylpyridine (DTBPy) chemisorbed on the catalyst acid sites, aided in quantifying the various levels of accessibility of chemicals. The treated materials lost acidity due to amorphization or blockage of pores, but the milling enabled higher accessibility of bulkier chemicals to acid sites, as revealed by the chemisorption of Py and DTBPy. A crucial balance of acidity, accessibility, and hydrophobicity was tailored by milling time. The one-hour grounded zeolite had a glycerol conversion 35 % greater than the pristine sample and 67 % greater than the eight-hour milled sample. The results showed that ball milling is a tool to improve the catalytic activity of zeolites with bulky chemicals by fine-tuning the milling time. (AU)

• Processo FAPESP: 18/01258-5 - Novos processos catalíticos e fotocatalíticos para a conversão direta de metano e CO2 em produtos
• Beneficiário: José Maria Correa Bueno
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 22/01789-6 - Catalisadores zeolíticos lamelares e anfifílicos para reações com moléculas volumosas em sistemas imiscíveis
• Beneficiário: Diego Sarmento Duncan Lima
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 22/10732-8 - Contribuições para o aumento do tempo de vida de zeólitas HZSM-5 hierárquicas na reação ETH
• Beneficiário: Iago William Zapelini
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 23/10544-0 - Melhoria simultânea da acessibilidade e hidrofobicidade em zeólitas: cristais nanométricos tolerantes à água do meio reacional
• Beneficiário: Leandro Pierroni Martins
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 21/08326-9 - Efeitos da cristalinidade e de diferentes aminas na propriedade catalítica ácido-base de H-aluminossilicatos com aminas ancoradas
• Beneficiário: Iago William Zapelini
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 19/12486-1 - EMU concedido no processo 2018/01258-5: cromatógrafo a gás
• Beneficiário: Leandro Pierroni Martins
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários