Arquitecturas jerárquicas a partir de zeolitas Y o USY para catalizadores de (hydro-)cracking

Abstract

En este trabajo se estudió el impacto ejercido por la introducción de mesoporos en la estructura microposa de las zeolitas Y y USY. Partiendo de una serie comercial de faujasitas, se aplicaron diferentes metodologías reportadas en la literatura (transformación pseudomórfica, steaming, lavados en diferentes medios) y algunas otras desarrolladas durante la investigación, obteniendo en cada caso un material micro-mesoporoso. Se utilizó la difracción de rayos-X, la adsorción de nitrógeno a 77 K y la microscopía electrónica, entre otras técnicas, para conocer la evolución estructural de las zeolitas a medida que se aplicaban las distintas estrategias, encontrando que la transformación pseudomórfica introduce mesoporos de tamaño homogéneo, consume parte del material microporoso y resulta en una jerarquización de tipo I de la zeolita, mientras que el steaming favorece la creación de canales en la red microporosa con una jerarquización de tipo II. Se propone y se utiliza la lixiviación de material amorfo con sales de colina, encontrándose que la zeolita resultante del tratamiento con este agente suele presentar una acidez superior a la de la zeolita original, con mejoras texturales dependiente del tipo y contenido de material amorfo. Las zeolitas obtenidas se evaluaron como catalizadores para las reacciones de cracking catalítico de 1,3,5-triisopropilbenceno y hydrocracking de fluoreno, encontrando una marcada interdependencia entre la estructura, la acidez del catalizador, y su actividad. Las arquitecturas de tipo I resultaron ser más activas que los materiales de partida cuando se utilizó un agente de expansión que permitió ensanchar la distribución de tamaños de poro. La jerarquización de tipo II en general resultó benéfica para la catálisis. Se encontró una correlación importante en los resultados de ambas reacciones, sugiriendo que los dos procesos dependen de mecanismos similares a un nivel fundamental.