Materiales zeolíticos pentasilíceos modificados con Ni, Co, Zn y H, aplicados en la descomposición de LDPE

LILIANA B. PIERELLA; MARÍA SOLEDAD RENZINI; CLARA SAUX

Tandil, Buenos Aires, Argentina

Congreso; XV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2007

La transformación catalítica de desechos plásticos es una alternativa de real importancia como proceso de recuperación de CH (reciclado químico de polímeros). Se sintetizaron zeolitas ZSM-11 y ZSM-5 por cristalización hidrotérmica. Las expresiones Zn-, H-, Ni- y Co-Z (Z=zeolitas) fueron obtenidas a partir de NH4-zeolita. Los catalizadores se caracterizaron por: AA, XRD, FTIR y área superficial. La alimentación (LDPE) se analizo por FTIR y  TG-DSC [1]. Tabla 1. Caracterización fisicoquímica de los materiales catalíticos Catalizador M (%p/p) Área Superficial (m2/g) Cristalinidad (%) L/B (mmol/g) AA BET XRD FTIRa FTIRb H-ZSM-11 --- 392 100 >99 0.14 Zn-ZSM-11 2.83 378 >98.5 >97 2.64 Ni-ZSM-11 1.3 380 >98 >97 1.28 Co-ZSM-5 3.5 377 >98 >97 1.33             a FTIR en la zona de huella dactilar de los materiales (400-1400 cm-1) b Relación Lewis/Bronsted calculado por FTIR de piridina (mmol/g) retenida a 400°C y 10-4 Torr.   Los ensayos de actividad catalítica se llevaron a cabo en un reactor tubular de cuarzo, que opero a flujo pistón, p=1 atm, entre 400-500°C, con N2 como gas portador, a 20min y 1h. Los productos de reacción se analizaron por cromatografía en fase gaseosa y por CG-Masas. Los niveles de conversión son cercanos al 100% en todos los ensayos realizados. Para 20min de reacción todos los catalizadores aumentan la producción de hidrocarburos líquidos (HL) con el incremento de la temperatura (400-450-500°C): Zn-Z (70-78-82 %p/p), H-Z (45-48-57 %p/p), Co-Z (36-38-40 %p/p) y Ni-Z (34-48-56 %p/p). Para 1h de reacción, comienzan a aparecer efectos sinérgicos de condiciones extremas (mayor tiempo de reacción, elevadas temperaturas y mayor cantidad y fuerza acida de algunos de los catalizadores). Materiales con mayor cantidad de sitios ácidos de Bronsted fuertes (H-Z) y de sitios Lewis fuertes (Zn-Z), comienzan a manifestar un comportamiento de sobrecraqueo a medida que aumenta la temperatura, disminuyendo la producción de HL: H-Z (42-34-30 %p/p), Zn-Z (57-56-55 %p/p). Aquellos materiales con numero y fuerza acida intermedia no manifestaron este efecto. Es factible el empleo de zeolitas modificadas para la degradación catalítica del LDPE  por encima de 400°C.