Síntesis, caracterización y evaluación de zeolitas de baja relación Si/Al para su uso como adsorbente

Abstract

El presente Trabajo Especial de Grado tiene como finalidad el diseño y la evaluación de un sólido poroso como adsorbente basado en zeolitas de baja relación silicio – aluminio tales como lo son la Zeolita A y la Zeolita tipo Faujasita (X y Y) debido a la necesidad que se presenta de desarrollar nuevas tecnologías de adsorbentes que puedan ser empleados en el proceso de deshidratación de gases. Para ello se sintetizarán sólidos variando parámetros tales como la relación molar del gel de partida, el tiempo de cristalización, fuente de silicio, agitación en el proceso de cristalización y uso del agua de servicio. Seguidamente, se procede a caracterizar los sólidos a fin de evaluar características que presentan los mismos e ir seleccionando los mejores resultados obtenidos para llevar a cabo el intercambio iónico y la evaluación de la capacidad de adsorción en los mismos. Se obtuvo un tiempo efectivo de 24h en la síntesis de zeolita A, así como un aumento de alcalinidad favorece a la obtención del sólido deseado. La agitación en zeolitas A genera estructuras más pequeñas y formación de otras fases cristalinas. El intercambio iónico para zeolitas A ocasiona una disminución del tamaño de partícula. En el caso de zeolitas tipo Faujasitas, su obtención se ve favorecida por la disminución de la relación Si/Al en el gel de partida mientras que el uso de silicato de sodio o sílice sólida presentan diferencias principalmente a nivel de la manipulación de una u otra fuente. El uso de agua de servicio en la síntesis de zeolitas tipo A y tipo Faujasita conlleva a la formación de la zeolita Na-P1, fase más estable del sistema. La capacidad de adsorción promedio de los sólidos sintetizados fue de 20%, indicando que efectivamente tienen aplicación como adsorbente en la deshidratación de gases. Se recomienda realizar síntesis a mayores escalas para una eventual producción de zeolitas a nivel comercial, así como, realizar pruebas en dinámico de capacidad de adsorción de agua e isotermas de agua para verificar las capacidades de las zeolitas A y Faujasita.