Membrana de zeolita a sobre soporte ceramico para la obtencion y purificacion de H2

FARANDATO, NICOLÁS; CORNAGLIA, LAURA; IRUSTA, SILVIA

Termas de Río Hondo, Santiago del Estero

Congreso; XIV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2005

La gran demanda de H2 para su aplicación en numerosos procesos químicos y su aplicación de creciente interés en las celdas de combustibles como fuente de energía inagotable, eficiente y de costo atractivo ha motivado la investigación sobre métodos de generación, separación y purificación del mismo. Los procesos de separación mediante membranas son una de las tecnologías más prometedoras para alcanzar este objetivo. En el presente trabajo se busca desarrollar una membrana compuesta por un film de Pd soportado sobre un alúmino-silicato microporoso cristalino llamado zeolita A, el cual a su vez se encuentra soportado sobre un material macroporoso que puede ser alúmina o acero inoxidable. La membrana será utilizada en un reactor de membrana en el cual se produce la reacción de reformado de metano con CO2 con el fin de obtener H2 de alta pureza y un aumento de la conversión de la reacción al eliminar uno de los productos. En la instancia alcanzada del trabajo se llevó a cabo la formación de la capa de zeolita por síntesis hidrotérmica, sumergiendo el soporte macroporoso en el gel precursor a una temperatura de 80 º C con agitación. EL polvo remanente se utilizó para caracterizar el tipo de zeolita formada por Difracción de Rayos X(DRX) y para realizar las experiencias de intercambio catiónico con soluciones de Pd con el posterior fin de adherir un film de Pd sobre la capa de zeolita mediante la técnica de electroless plating. Se efectuó DRX a una membrana y al polvo formado luego de cada sintesis, corroborando la formación de la zeolita A al comparar el difractograma de la misma con el de las distintas publicaciones encontradas para esta estructura. Se analizaron muestras del polvo de zeolita y de las membranas por Microscopía electrónica(SEM) para observar el espesor y grado de uniformidad de la capa de zeolita formada, asi como la distribución, forma, tamaño y orientacion de los cristales. Las membranas zeolíticas obtenidas se caracterizaron midiendo la permeación de N2 a presiones variables, además de efectuar las mediciones de los incrementos de peso luego de las sucesivas síntesis, correspondiendo a la cantidad de zeolita formada. En las mejores membranas desarrolladas se alcanzaron valores de permeación del orden de 10E-8 mol/(seg.Pa.m2), que corresponden a los máximos valores reportados en la literatura empleando técnicas de síntesis similares. Las micrografías de estas membranas mostraron uniformidad en la capa de zeolita formada, con un espesor de 15-20 micrómetros después de 4 o 5 deposiciones, observándose los cristales cúbicos característicos de este tipo de zeolita, con una distribución de tamaño entre los 1-5 micrómetros.