MEMBRANAS DE ZEOLITA ZSM-5: “EFECTO DEL CONTRAION (NA, Cs, Sr, Ba) SOBRE LA SEPACION SELECTIVA DE P-XILENO

ANA MA. TARDITI, R. BORGHELLO, G. I. HOROWITZ, E. A. LOMBARDO

Tandil - Argentina

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

Asociacion argentina de fisicoquimica y quimica inorganica

La separación selectiva de p-xileno de sus isómeros m- y o-xileno es de gran importancia a nivel industrial. El uso de membranas compuestas tipo MFI para este proceso se presenta como una alternativa que ha sido estudiada por diferentes autores [1-3], obteniéndose resultados diversos dependiendo de las características morfológicas de las membranas. Para la permeación de isómeros de xileno con membranas MFI se ha postulado un mecanismo de adsorción-difusión [4], de ahí que modificando las propiedades de la película de zeolita se pueda mejorar la  electividad de las membranas. El intercambio iónico permite modificar la permeo-selectividad de las membranas por efecto de la diferente interacción entre las especies que permean y los cationes de la red zeolítica. En este trabajo se presenta la síntesis y caracterización de membranas de ZSM-5 sobre soportes tubulares de acero inoxidable. Las membranas fueron sintetizadas por crecimiento secundario realizando tres reacciones hidrotérmicas sucesivas por 8h cada una sobre el soporte cubierto con nanocristales de silicalita. La primera a 165 °C con una relación  Si/Al~100 y las dos reacciones posteriores a 175 °C con una relación Si/Al~14. Las membranas fueron caracterizadas por medidas de permeación de N2, DRX, SEM y experiencias de permeación de xilenos puros y en mezcla ternaria en un rango de temperatura entre 150 y 400 ºC. El intercambio iónico de las membranas NaZSM5 fue realizado utilizando cationes alcalinos y alcalinos térreos. Las membranas BaZSM5, SrZSM5 y CsZSM5 fueron obtenidas por intercambio iónico con soluciones de nitrato de bario, acetato de estroncio y cesio respectivamente, a 80 ºC durante 24 h bajo agitación. Los difractogramas de las membranas sintetizadas presentaron los picos característicos de las estructura zeolítica MFI, observándose por SEM la formación de una película continua libre de defectos sobre la superficie del soporte, dato que fue confirmado por medidas de N2, ya que las membranas fueron impermeables a éste antes de la eliminación del agente estructurante. Las membranas sintetizadas fueron selectivas a p-xileno en todo el rango de temperatura estudiado (150 – 400 ºC). La membrana BaZSM5 presenta mayor selectividad hacia el isómero deseado, la cual puede ser atribuida a un efecto conjunto de adsorción y estérico que hace a esta membrana más selectiva a p-xileno.