Influence of the aluminium impregnation Al(NO3)3 in the beta zeolite over its acidity
Influencia de la impregnación con aluminio Al(NO3)3 en la zeolita β sobre la acidez
DOI:
https://doi.org/10.15446/ing.investig.v24n2.14602Palabras clave:
esterification, beta zeolite, catalysis, impregnation, characterization (en)esterificación, zeolita beta, catálisis, impregnación, caracterización (es)
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Beta zeolite was impregnated with Al(NO3)3, increasing the aluminium content in increments of 0.05%, from 0.00% to 0.25%. A parallel treatment with 0.05% sulphuric acid was also performed; in both cases, methanol was used as solvent (disperse phase). Cation exchange capacity (CEC), ammonia chemisorption, infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electronic microscopy (SEM), X-ray powder diffraction (XRD), atomic absorption spectroscopy (AAS), titration with sodium hydroxide and nitrogen physisorption at 77 K were used to carry out the physical and chemical characterization of the catalysts. Furthermore, the catalysts were employed in the esterification of ethanol with acetic acid, to quantify the effect of aluminium impregnation over the beta zeolite.
La modificación por impregnación con solución de Al(NO3)3 se llevó a cabo sobre la zeolita β, incrementando en 0.05% el contenido de aluminio (%w/w) desde 0.00% hasta 0.25%; paralelamente, se realizó una modificación con ácido sulfúrico al 0.05%. Se usó metanol como agente dispersante en todos los casos. Los análisis empleados para la caracterización de los catalizadores fueron: capacidad de intercambio catiónico, quimisorción de amoníaco, microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos X, espectroscopia infrarroja, absorción atómica, titulación con hidróxido de sodio y fisiadsorción de nitrógeno a 77 K. Adicionalmente, se probó cada uno de los catalizadores en la reacción de esterificación de ácido acético con etanol para observar el efecto de la impregnación sobre la actividad catalítica.
Referencias
Aspen Tech. ASPEN PLUS: Advanced System for Process Engineering, Version 11.1.
Ávila C.; Saavedra N., “Factibilidad del empleo del catalizador FCC de equilibrio en una Reacción de esterificación”, Proyecto de grado en Ingeniería química, Universidad Nacional, Bogotá, 2003.
Ayres, G., Análisis químico cuantitativo. Harper and Row Publishers, Inc. Nueva York, 1970, 342-343.
Akata, B.; Warzywoda, J.; Weiss, A.; Sacco, Jr, “A. Characterization of Acid Sites in Zeolite Beta by FT-IR and Meerwein-Ponndorf-Verley Reaction”, Poster de presentación, Decimoctavo Congreso de la Sociedad Norte Americana de Catálisis, (18thNAM), Cancún, México, Junio 1-6, 2003.
Bekkum, H.; Flanigen, E.; Jacobs, P; Jansen, J., Studies in surface science and catalysis, Elsevier Science B.V., 2001, 345-382.
Camblor, M.; Corma, A.; Valencia, S., “Characterization of nanocrystalline zeolite Beta”, Microporous and Mesoporous Materials, Vol. 25, 1998, 59-74. DOI: https://doi.org/10.1016/S1387-1811(98)00172-3
Camblor, M., Corma, A. Valencia, S., “Synthesis in fluoride media and characterization of aluminosilicate zeolite beta”, Journal of Materials Chemistry, Vol. 8, 1998, 2137-2145. DOI: https://doi.org/10.1039/a804457k
Departamento Administrativo Nacional de Estadística, DANE.
Gómez, Alvaro, “Desarrollo de un catalizador apropiado para la producción de acetato de etilo a partir de etanol hasta nivel de banco”, Proyecto de postgrado en ingeniería química, Universidad Nacional de Colombia, 1991.
Gonzáles, E. y Zarate, P, “Evaluación de catalizadores sólidos para la esterificación de ácido acético en fase liquida”, Proyecto de grado en ingeniería química, Universidad Nacional, Bogotá, 1997.
Kuelhl, H. and Timken, H., “Acid sites in zeolite Beta: effects of ammonium exchange and steaming”, Microporous and Mesoporous Materials, Vols. 35-36, 2000, 521-532. DOI: https://doi.org/10.1016/S1387-1811(99)00247-4
Kunkeler, P; Zuurdeeg, B.; Van der Waal, J.; Van Bokhoven, A.; Koningsberger, D. y Van Bekkum, H., “Zeolite Beta: The Relationship between Calcination Procedure, Aluminum Configuration, and Lewis Acidity”, Journal of Catalysis, Vol. 180, 1998, 234-244. DOI: https://doi.org/10.1006/jcat.1998.2273
Merck. Index Merck.
Ospina, J.; Peña, M., “Evaluación de catalizadores para la esterificación de etanol con ácido acético en fase de vapor”, Proyecto de grado ingeniería química, Universidad Nacional, Bogotá, 1990.
Otálora, W.; Villanueva, F., “Cinética global para la obtención de acetato de amilo”, Proyecto de grado en ingeniería química, Universidad Nacional, Bogotá, 2002.
Oumi, Y.; Mizuno, R.; Azuma, K.; Nawata, S.; Fukushima, T.; Uozumi, T.; Sano, T., “Reversibility of dealumination-realumination process of BEA zeolite”, Microporous and Mesoporous Materials, Vol. 49, 2001. 103-109. DOI: https://doi.org/10.1016/S1387-1811(01)00408-5
Robson, H., “Characterization by infrared spectroscopy”, Microporous Materials, Vol. 22, 1998, 495-666. DOI: https://doi.org/10.1016/S1387-1811(98)80012-7
Roth, Luz, “Evaluación de catalizadores para la obtención de acetato de etilo a partir de etanol y ácido acético”, Proyecto de grado ingeniería química, Universidad Nacional, Bogotá, 2001.
Sánchez, F., “Alquilación de isobutanos con butenos sobre zeolitas”, Tesis de doctorado, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, 2003.
Sánchez, Francisco José, Prácticas con zeolitas, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Colombia, junio de 2003.
Sánchez, F. y Rodríguez, G., “Esterificación. Ingeniería e Investigación”, Vol. 33, Publicación Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, mayo 1996. 87. DOI: https://doi.org/10.15446/ing.investig.n33.20904
Vargas, Julio César, “Estudio de la actividad de catalizadores ácidos sólidos zeolíticos en la alquilación de isobutano con butenos”, Tesis de maestría, Universidad Nacional de Colombia, 2000.
Yang, C.; Wang, J.; Xu, Q.; “Aluminated zeolites b and their properties II. Basicities of aluminated zeolites b: an FTIR study of chemosorbed pyrrole”, Microporous Materials, Vol. 11, 1997, 361-268. DOI: https://doi.org/10.1016/S0927-6513(97)00044-8
Yang, C.; Xu, O., “States of aluminum in zeolite beta and influence of acidic or basic medium”, Department of Chemistry, Nanjing University, Nangjin, China,1997, Zeolites, Vol. 19, 1997, 404-410. DOI: https://doi.org/10.1016/S0144-2449(97)00103-6
Zaiku X.; Jiaquing B.; Yiquing Y.; Qingling C.; Chengtang Z., “Effect of treatment with NaAlO2 solution on the surface acid properties of zeolite b”, Journal of Catalysis, Vol. 205, 2002, 58-66. DOI: https://doi.org/10.1006/jcat.2001.3421
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