Síntesis, caracterización y aplicación del oligómero substituido Al13-xRhx (OH)24(H2O)12 como agente pilareante

MERCEDES MUÑOZ, DELIA GAZZOLI, GIULIANO MINELLI, IRMA L. BOTTO Y CARMEN I. CABELLO

Tandil, Buenos Aires, Argentina

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

Asociación Físicoquimica Argentina

Las arcillas pilareadas con óxidos metálicos se presentan como catalizadores muy versátiles de gran aplicación en la refinación del petróleo y otras reacciones catalíticas ácidas y redox [1-4]. Las propiedades catalíticas de estos materiales, dependen tanto de la presencia de sitios activos como también de las propiedades texturales generadas por el pilareado. La preparación clásica de estos sistemas complejos consiste básicamente en la pre-intercalación de silicatos laminares 2:1 con oligómeros como Alx(OH)y; Zrx(OH)y; Fex(OH)y ó TixHy y la posterior conversión térmica del sistema en la que estos policationes se transforman en óxidos metálicos nanoscópicos pasando a constituir los pilares del sistema. El agente pilareante mas utilizado es el policatión de estructura Keggin [AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+ (Al13).  En el presente trabajo se investiga  la síntesis del policatión substituido con Rh(III): Al13-xRh(III)x, (Rh/Al = 0.1) y su intercalación en el alúmino-silicato laminar empleando un proceso térmico suave (Micro-ondas). El oligómero substituido se obtuvo mediante el método clásico de hidrólisis controlada del AlCl3.6H2O y RhCl3.nH2O en solución acuosa en la  proporción estequiométrica elegida en base a estudios previos y controlando el pH. Posteriormente se realizó el proceso de pilareado de bentonita según el procedimiento convencional [4]. La caracterización se realizó mediante Microscopía Electrónica SEM-EDAX, Difracción de polvos por Rayos X y Espectroscopia vibracional (FTIR y Raman). Con el objeto de explorar la interacción del Rh en la matríz PILC a distintas atmósferas y temperatura, se realizaron estudios de Reducción Térmica Programada (TPR) y  Espectroscopía fotoelectrónica (XPS) tanto en muestras originales y tratadas a diferentes temperaturas y en distintas atmósferas. Los diagramas de TPR dan evidencia de diferentes grados de interacción del Rh en la matríz del alúmino-silicato, mientras que el análisis por XPS revela la formación de varias especies oxídicas. En particular, se observa que las modificaciones químicas conducen a un incremento de sitios activos si bien ésto afecta las propiedades texturales del sistema  PILC. Las arcillas pilareadas con óxidos metálicos se presentan como catalizadores muy versátiles de gran aplicación en la refinación del petróleo y otras reacciones catalíticas ácidas y redox [1-4]. Las propiedades catalíticas de estos materiales, dependen tanto de la presencia de sitios activos como también de las propiedades texturales generadas por el pilareado. La preparación clásica de estos sistemas complejos consiste básicamente en la pre-intercalación de silicatos laminares 2:1 con oligómeros como Alx(OH)y; Zrx(OH)y; Fex(OH)y ó TixHy y la posterior conversión térmica del sistema en la que estos policationes se transforman en óxidos metálicos nanoscópicos pasando a constituir los pilares del sistema. El agente pilareante mas utilizado es el policatión de estructura Keggin [AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+ (Al13).  En el presente trabajo se investiga  la síntesis del policatión substituido con Rh(III): Al13-xRh(III)x, (Rh/Al = 0.1) y su intercalación en el alúmino-silicato laminar empleando un proceso térmico suave (Micro-ondas). El oligómero substituido se obtuvo mediante el método clásico de hidrólisis controlada del AlCl3.6H2O y RhCl3.nH2O en solución acuosa en la  proporción estequiométrica elegida en base a estudios previos y controlando el pH. Posteriormente se realizó el proceso de pilareado de bentonita según el procedimiento convencional [4]. La caracterización se realizó mediante Microscopía Electrónica SEM-EDAX, Difracción de polvos por Rayos X y Espectroscopia vibracional (FTIR y Raman). Con el objeto de explorar la interacción del Rh en la matríz PILC a distintas atmósferas y temperatura, se realizaron estudios de Reducción Térmica Programada (TPR) y  Espectroscopía fotoelectrónica (XPS) tanto en muestras originales y tratadas a diferentes temperaturas y en distintas atmósferas. Los diagramas de TPR dan evidencia de diferentes grados de interacción del Rh en la matríz del alúmino-silicato, mientras que el análisis por XPS revela la formación de varias especies oxídicas. En particular, se observa que las modificaciones químicas conducen a un incremento de sitios activos si bien ésto afecta las propiedades texturales del sistema  PILC. Las arcillas pilareadas con óxidos metálicos se presentan como catalizadores muy versátiles de gran aplicación en la refinación del petróleo y otras reacciones catalíticas ácidas y redox [1-4]. Las propiedades catalíticas de estos materiales, dependen tanto de la presencia de sitios activos como también de las propiedades texturales generadas por el pilareado. La preparación clásica de estos sistemas complejos consiste básicamente en la pre-intercalación de silicatos laminares 2:1 con oligómeros como Alx(OH)y; Zrx(OH)y; Fex(OH)y ó TixHy y la posterior conversión térmica del sistema en la que estos policationes se transforman en óxidos metálicos nanoscópicos pasando a constituir los pilares del sistema. El agente pilareante mas utilizado es el policatión de estructura Keggin [AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+ (Al13).  En el presente trabajo se investiga  la síntesis del policatión substituido con Rh(III): Al13-xRh(III)x, (Rh/Al = 0.1) y su intercalación en el alúmino-silicato laminar empleando un proceso térmico suave (Micro-ondas). El oligómero substituido se obtuvo mediante el método clásico de hidrólisis controlada del AlCl3.6H2O y RhCl3.nH2O en solución acuosa en la  proporción estequiométrica elegida en base a estudios previos y controlando el pH. Posteriormente se realizó el proceso de pilareado de bentonita según el procedimiento convencional [4]. La caracterización se realizó mediante Microscopía Electrónica SEM-EDAX, Difracción de polvos por Rayos X y Espectroscopia vibracional (FTIR y Raman). Con el objeto de explorar la interacción del Rh en la matríz PILC a distintas atmósferas y temperatura, se realizaron estudios de Reducción Térmica Programada (TPR) y  Espectroscopía fotoelectrónica (XPS) tanto en muestras originales y tratadas a diferentes temperaturas y en distintas atmósferas. Los diagramas de TPR dan evidencia de diferentes grados de interacción del Rh en la matríz del alúmino-silicato, mientras que el análisis por XPS revela la formación de varias especies oxídicas. En particular, se observa que las modificaciones químicas conducen a un incremento de sitios activos si bien ésto afecta las propiedades texturales del sistema  PILC.