Modificación y caracterización de un material arcilloso tipo esmectita de potencial aplicación en catálisis

Abstract

Resumen: El presente estudio muestra la modificación por intercalación-pilarización de un mineral arcilloso tipo esmectita (montmorillonita de Córdoba, Colombia) con especies polihidroxicatiónicas de aluminio y titanio. La arcilla tipo montmorillonita tiene una relación Si/Al de 4,0 y una capacidad de intercambio catiónico de 98,6 meq/100g. Las arcillas pilarizadas (PILC) se caracterizaron fisicoquímicamente realizando análisis termogravimétrico (TGA), espectroscopia infrarroja (FTIR), microscopía electrónica de barrido (SEM), determinación de área superficial, volumen de poro y difracción de rayos X (DRX). Asimismo, la acidez de los materiales sintetizados se determinó por titulación. Para las arcillas pilarizadas con aluminio el análisis térmico muestra que entre 100-400°C se presenta una pérdida del 39% p/p en peso con respecto a la arcilla natural debido a la expansión interlaminar de las capas de arcilla. El análisis textural por adsorción física de nitrógeno para la arcilla natural muestra un área superficial de 18,1 m2/g, una isoterma tipo IV correspondiente a materiales mesoporosos. La modificación muestra un aumento en la acidez y en el área de 37,2 y 27,5 m2/g para Al2O3 y TiO2 respectivamente

Abstract: This study shows the intercalation-pillaring of a smectite-type clay mineral (Montmorillonite from Cordoba, Colombia) with aluminum and titanium polyhydroxocationic species. Montmorillonite clay type has a Si / Al ratio of 4,0 and a cation exchange capacity of 98,6 meq/100g. Formation of pillared clay (PILC) is proved from the physico-chemical characterization using thermogravimetric analysis (TGA), infrared (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), surface area–pore volume measurements, spectroscopy X-ray diffraction (XRD). While the acidity of the materials synthesized were determined by titration. For pillared clays TGA thermal analysis shows that in the temperature range between 100-400 ° C. Lost weight corresponds to 39% w/w by weight relative to the natural clay due to expansion of the interlaminar capable of clay. Texture analysis by nitrogen physisorption for the natural clay showed a surface area of 18,1 m2/g and one type IV isotherm corresponding to mesoporous materials. The modification shows an increased in acidity and the area 37,2 and 27,5 m2 /g Al2O3 and TiO2 respectively