Utilização dos catalisadores zeoliticos Fe-, Co- e Cu-MCM-22 na decomposição dos oxidos de nitrogenio

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2004

RESUMO

O zeólito MCM-22 é um material relativamente novo, que apresenta em sua estrutura dois sistemas de canais independentes, ambos acessados por janelas de 10 tetraedros TO4 (T = Si ou AI): um dos sistemas de canais é formado por canais senoidais bidimensionais (4,0 x 5,9 A), semelhantes aos encontrados no zeólito ZSM-5; o outro sistema é formado pelo empilharnento de supercavidades (7,1 x 18,2 A). Como os catalisadores M-ZSM-5 são muito ativos no abatimento de N2O e NOx, esta semelhança sugere que o MCM-22 também seja um catalisador muito ativo. A síntese do zeólito MCM-22 foi estudada, visando a obtenção de materiais com razão molar SiO2/Al2O3 = 30, 50 e 80, em sínteses estáticas (não-agitadas) e dinâmicas (agitadas). A obtenção do MCM-22 por sínteses estáticas é possível nas três razões, mas nas razões molares SiO2/AI2O3 = 50 e 80, é imprescindível a diminuição da alcalinidade, visando evitar a formação de silicatos lamelares, tais como a magadiita e a queniaíta. Para sínteses dinâmicas, só foi possível obter o zeólito MCM-22 com razão molar SiO2/AIO3 = 30, usando-se aluminato de sódio como fonte de alumínio. Os materiais apresentam características fisico-químicas semelhantes, com pequenas variações devidas às diferentes razões molares SiO2/AI2O3, mas importantes variações na morfologia dos cristalitos. Materiais obtidos por síntese dinâmica foram trocados com Fe, Co ou Cu, apresentando alta atividade na decomposição de óxido nitroso (N2O). O catalisador mais ativo, Cu-MCM-22, foi investigado quanto ao efeito do grau de troca iônica, do tipo de pré-tratamento na decomposição dos contra-íons, da presença de O2 e H2O nos afluentes reacionais. O catalisador com 143% (Cu/AI = 0,72) de troca, tratado em O2, apresentou atividade e estabilidade hidrotérmica comparáveis às do Cu-ZSM-5. Os catalisadores Cu-MCM-22 também foram investigados na decomposição de óxido nítrico (NO) e comparados ao Cu-ZSM-5, mostrando-se mais ativo apenas em temperaturas inferiores a 623 K. O desempenho catalítico em ambas as reações foi correlacionado às espécies de cobre identificadas por TPR-H2, FTIR - CO e FTIR - NO. O mecanismo da decomposição de NO sobre Cu-MCM-22 parece ser diferente daqueles propostos para o zeólito Cu-ZSM-5.

ASSUNTO(S)

zeolitos decomposição quimica

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