FUNCIONALIZACIÓN DE ARCILLAS MINERALES PARA APLICACIONES CATALÍTICAS

E. SABRE; A CANEPA; AMAYA G; HERRERO E; CASUSCELLI S

Carlos Paz

Congreso; Nanociencia y Nanotecnología para el desarrollo. IV Nano-Cordoba; 2017

Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales Universidad Nacional de Río Cuarto

Las arcillas minerales son materiales atractivos para ser utilizados en procesos catalíticos, debido a su bajo costo y amplia disponibilidad en la naturaleza. El proceso de pilareado, consiste en convertir las capas de las arcillas minerales en estructuras altamente porosas, intercambiando los cationes de compensación de la intercapa por una gran variedad de especies policatiónicas inorgánicas, que se transforman a altas temperaturas, en pilares rígidos que permanecen enlazados a las capas de silicatos. Así, estos materiales, denominados PILCs, se caracterizan por poseer una gran área superficial, alta porosidad, propiedades ácidas y buena estabilidad térmica [1-2]. La arcilla mineral utilizada en este trabajo es una variedad de montmorillonita proveniente de la provincia de San Juan. Este material se purificó para obtener partículas de tamaño ≤ 2 μm y se intercambió con iones Na+, se denominó Na-mont. La solución pilareante se preparó adicionando Ti(OC2H5)4 en una solución de HCl 6 M bajo agitación vigorosa, se envejeció durante 1 h, y se adicionó por goteo a 0,5 L de una suspensión que contenía 4 g de Na-mont. Así, se obtuvo una relación final de 10 mmol de Ti por g de arcilla. La fracción sólida se separó por centrifugación, y se lavó con agua destilada hasta quedar libre de iones Cl-. Se secó a T ambiente y calcinó a 400°C, denominándose Ti-PILC. El patrón de Difracción de Rayos X de Na-mont calcinada a 400°C mostró una reflexión a 2θ ≈ 7º, con un espaciamiento basal d001 = 12.1 Å. En tanto Ti-PILC presentó una reflexión a 2θ < 7 ° con un d001 = 20.1 Å. El incremento en el espaciamiento basal de Ti-PILC respecto a Na-mont, se debe a la expansión de las capas de la arcilla producida por los diferentes grados de polimerización de los policationes de titanio. El área superficial específica fue determinada por el método de BET a partir de medidas de adsorción-desorción de N2, obteniendo un valor de 31 m2/g para Na-mont y 105 m2/g para Ti-PILC. El aumento del área se atribuyó a la formación de micro y/o mesoporos en los espacios interlaminares de la arcilla. Así, las arcillas funcionalizadas, poseen buenas propiedades estructurales y texturales para su posterior aplicación como catalizadores