Reactivity study of kaolinite and metakaolinite in fluoride media under hydrothermal conditions

Estudio de reactividad de caolinita y metacaolinita en medios fluorurados en condiciones hidrotermales

El presente estudio reporta la reactividad de caolinita y metacaolinita en un medio fluorurado bajo condiciones hidrotermales. Esta ruta de síntesis convencional de zeolitas no produjo resultados promisorios, aunque cristalizaron trazas de diferentes zeotipos, como las estructuras cristalinas linde tipo Y (LTY), zeolita NaP1 (GIS), chabazita (CHA), sodalita (SOD), cancrinita (CAN) y linde tipo A (LTA). Otras zeolitas reportadas en este estudio son zeolita ZSM-5 (estructura tipo MFI) y zeolita ITQ (estructura tipo ISV). Los materiales de partida sin reaccionar y los productos sintetizados se caracterizaron por difracción de rayos X, microscopia electrónica de barrido, espectroscopía de infrarrojo por transformada de Fourier y análisis termogravimétrico. Los productos de la síntesis son de interés, ya que pueden utilizarse en diversas aplicaciones industriales.

INTRODUCCIÓN

Desde el trabajo pionero de Barrer en la década de 1950, las condiciones para la síntesis de zeolitas han cambiado poco. La síntesis de zeolitas ha sido ampliamente revisada en varios libros y la literatura sobre este tema es abundante (Breck, 1974; Barrer, 1982; Jacobs & Martens, 1987; Szoztak, 1998). El método general de síntesis de zeolitas consiste en mezclar especies de Si y Al, cationes metálicos, moléculas orgánicas y agua, que luego se tratan hidrotermalmente y la mezcla se convierte en un aluminosilicato cristalino microporoso. La mayoría de las zeolitas probablemente se podrían obtener a temperaturas <100 °C en soluciones alcalinas. Este es generalmente el caso de las zeolitas con bajas relaciones Si/Al. Sin embargo, para reducir los tiempos de reacción (especialmente para las zeolitas con altas relaciones Si/Al) y para controlar los tamaños de las cristalitas, las morfologías y las composiciones, algunas síntesis se realizan a temperaturas >100 °C bajo presión autógena en autoclaves.

Los materiales precursores típicos son: Fuentes de SiO2 y Al2O3, mineralizador y agentes directores de estructura (SDAs). El descubrimiento de los SDAs dio lugar a la preparación de casi 100 estructuras de silicato diferentes (Breck, 1974).