En el presente trabajo, se plantea la obtención de zeolita TS1 con porosidad jerarquizada mediante un proceso basado en la silanización de núcleos zeolíticos. Dicho método, ha sido aplicado previamente en la síntesis de materiales zeolíticos tipo ZSM5, ZSM11 y Al Beta con porosidad jerarquizada, obteniendo excelentes resultados en reacciones de catálisis ácida. No obstante, dicho método no ha sido utilizado aún en la síntesis de materiales zeolíticos con propiedades redox, entre los que destaca la zeolita TS1. La síntesis de este tipo de materiales permitiría reducir las restricciones estéricas y difusionales derivadas del pequeño tamaño los microporos zeolíticos, posibilitando su aplicación en reacciones que involucren moléculas voluminosas, como son los hidroperóxidos orgánicos. La utilización de este tipo de oxidantes adquiere especial relevancia cuando se desean llevar a cabo reacciones en medios libres de agua, en los que la presencia de ésta pueda afectar a la distribución de productos.
Es por ello que el principal objetivo de la presente Tesis Doctoral es la síntesis y caracterización de materiales zeolíticos tipo TS1 con porosidad jerarquizada mediante el método basado en la silanización de núcleos zeolíticos, para posteriormente estudiar su actividad catalítica en reacciones de epoxidación de olefinas utilizando peróxido de hidrógeno e hidroperóxidos orgánicos como agentes de oxidación. De acuerdo con lo anteriormente expuesto, el plan de investigación propuesto se ha realizado a través de las siguientes etapas:
Síntesis de zeolita TS1 con porosidad jerarquizada a partir de xerogeles SiO2 TiO2 impregnados con TPAOH. Con objeto de optimizar el procedimiento de preparación planteado, se estudiaron como variables de síntesis: el tipo de agente silanizante, el tiempo de precristalización, la relación másica TPAOH/xerogel empleada durante la etapa de silanización, la cantidad de agente silanizante y la naturaleza del xerogel empleado como material de partida.
Síntesis de zeolita TS1 con porosidad jerarquizada a partir del procedimiento descrito por Taramasso y col., en el que el material de partida es un gel líquido obtenido mediante la hidrólisis de alcóxidos de Si y Ti. En este punto, las variables de síntesis objeto de estudio fueron el tiempo de precristalización y la cantidad de agente silanizante.
Estudio de la actividad catalítica en reacciones de epoxidación de olefinas de los materiales zeolíticos tipo TS1 con porosidad jerarquizada.
Inhaltsverzeichnis (Índice)
:- Resumen
- Introducción
- Materiales zeolíticos
- Materiales zeolíticos con estructura MFI
- Materiales zeolíticos con Ti. Zeolita TSȬ1
- Materiales zeolíticos con porosidad jerarquizada
- Métodos de preparación de materiales zeolíticos con porosidad jerarquizada
- Métodos basados en la utilización de un molde sólido (Solid templating)
- Métodos basados en la utilización de surfactantes (Supramolecular templating)
- Métodos basados en el moldeo indirecto (Indirect templating)
- Preparación de materiales zeolíticos con porosidad jerarquizada sin la utilización de sólidos o moléculas molde (nontemplating methods)
- Síntesis de zeolitas con porosidad jerarquizada a partir de núcleos zeolíticos silanizados
- Procesos de epoxidación en fase líquida
- Epoxidación de alquenos
- Objetivos
- Procedimiento Experimental
- Reactivos empleados
- Gases
- Líquidos
- Sólidos
- Métodos de preparación de materiales zeolíticos
- Preparación de materiales de referencia
- Síntesis de zeolita TSȬ1 a partir de xerogeles SiO2ȬTiO2
- Síntesis de zeolita TSȬ1 a partir de geles líquidos
- Síntesis de zeolita TSȬ1 con porosidad jerarquizada
- Síntesis de zeolita TSȬ1 con porosidad jerarquizada a partir de xerogeles SiO2ȬTiO2
- Síntesis de zeolita TSȬ1 con porosidad jerarquizada a partir de xerogeles SiO2ȬTiO2 particulados
- Síntesis de zeolita TSȬ1 con porosidad jerarquizada a partir de xerogeles de SiO2ȬTiO2 con agente silanizante adicionado durante su preparación
- Síntesis de zeolita TSȬ1 con porosidad jerarquizada a partir de geles líquidos
- Equipos de síntesis de materiales zeolíticos
- Horno microondas
- Técnicas de caracterización
- Difracción de Rayos X
- Espectroscopia de UVȬVis por reflectancia difusa
- Adsorción/desorción de gases
- Espectroscopia de emisión atómica de plasma acoplado por inducción (ICPȬAES)
- Espectroscopia de infrarrojos por transformada de Fourier
- Microscopia de transmisión de electrones
- Análisis elemental
- Análisis termogravimétrico
- Sistemas de reacción
- Epoxidación de 1Ȭocteno con peróxido de hidrógeno
- Epoxidación de 1Ȭocteno con hidroperóxido de tercȬbutilo
- Epoxidación de ciclohexeno con hidroperóxido de tercȬbutilo
- Identificación y análisis de los productos de reacción
- Resultados y Discusión
- Síntesis de zeolita TSȬ1 con porosidad jerarquizada a partir de xerogeles SiO2ȬTiO2
- Influencia del tiempo de precristalización
- Isobutiltrietoxisilano como agente silanizante
- Fenilaminopropiltrimetoxisilano como agente silanizante
- Influencia de la relación másica TPAOH/xerogel SiO2ȬTiO2
- Influencia del tiempo de precristalización con diferentes relaciones másicas TPAOH/xerogel
- Influencia de la cantidad de agente silanizante
- Síntesis de zeolita TSȬ1 con porosidad jerarquizada a partir de cogeles SiO2ȬTiO2. Influencia del tiempo de precristalización
- Síntesis de zeolita TSȬ1 con porosidad jerarquizada a partir de xerogeles SiO2ȬTiO2 particulados
- Caracterización de los xerogeles SiO2ȬTiO2 particulados
- Síntesis de zeolita TSȬ1 con porosidad jerarquizada a partir de xerogeles SiO2ȬTiO2 particulados
- Síntesis de zeolita TSȬ1 con porosidad jerarquizada a partir de xerogeles SiO2ȬTiO2 con agente silanizante adicionado durante su preparación
- Caracterización de los xerogeles SiO2ȬTiO2 con agente silanizante adicionado durante su preparación
- Síntesis de zeolita TSȬ1 con porosidad jerarquizada a partir de xerogeles SiO2ȬTiO2 con agente silanizante adicionado durante su preparación
- Síntesis de zeolita TSȬ1 con porosidad jerarquizada a partir de geles líquidos
- Efecto de las etapas de precristalización y silanización
- Influencia del tiempo de precristalización
- Influencia de la cantidad de agente silanizante
- Aplicación catalítica de los materiales zeolíticos tipo TSȬ1 con porosidad jerarquizada
- Definición de los parámetros de reacción
- Epoxidación de 1Ȭocteno
- Test catalíticos realizados con peróxido de hidrógeno como agente oxidante
- Test catalíticos realizados con hidroperóxido de tercȬbutilo como agente oxidante
- Epoxidación de ciclohexeno con hidroperóxido de tercȬbutilo
- Estudio de la reutilización y regeneración del catalizador
- Conclusiones y Recomendaciones
- Bibliografía
Zielsetzung und Themenschwerpunkte (Objetivos y temas clave)
: El objetivo principal de la Tesis Doctoral es la síntesis y caracterización de materiales zeolíticos tipo TSȬ1 con porosidad jerarquizada mediante el método basado en la silanización de núcleos zeolíticos.- Optimizar las condiciones de síntesis de zeolita TSȬ1 con porosidad jerarquizada a partir de xerogeles SiO2ȬTiO2 impregnados con TPAOH.
- Evaluar la influencia del tiempo de precristalización, la cantidad de agente silanizante, la relación másica TPAOH/xerogel, y el tipo de agente silanizante (ISBTES y PHAPTMS) sobre las propiedades de la zeolita TSȬ1 con porosidad jerarquizada.
- Comparar la influencia de los diferentes xerogeles SiO2ȬTiO2 en la síntesis de zeolita TSȬ1 con porosidad jerarquizada.
- Analizar la influencia de las variables de síntesis (tiempo de precristalización, cantidad de agente silanizante) en las propiedades de la zeolita TSȬ1 con porosidad jerarquizada, obtenida a partir de geles líquidos.
- Evaluar la actividad catalítica de los materiales zeolíticos tipo TSȬ1 con porosidad jerarquizada en reacciones de epoxidación de olefinas, utilizando peróxido de hidrógeno e hidroperóxidos orgánicos (TBHP) como agentes de oxidación.
Zusammenfassung der Kapitel (Resumen de capítulos)
:- El capítulo 1 presenta un resumen general del trabajo realizado en la Tesis Doctoral.
- El capítulo 2 describe la introducción al estudio, incluyendo una revisión de la literatura sobre materiales zeolíticos, sus propiedades, métodos de síntesis y aplicaciones, con especial atención a la zeolita TSȬ1, así como los procesos de epoxidación en fase líquida.
- El capítulo 3 detalla los objetivos de la investigación llevada a cabo.
- El capítulo 4 explica la metodología y los métodos utilizados en la síntesis y caracterización de los materiales zeolíticos tipo TSȬ1 con porosidad jerarquizada, así como los procedimientos y condiciones empleadas en los ensayos de actividad catalítica.
- El capítulo 5 presenta los resultados de caracterización y de actividad catalítica obtenidos para los materiales zeolíticos preparados, incluyendo un análisis de la influencia de las variables de síntesis y de la naturaleza del material de partida sobre las propiedades fisicoquímicas de los mismos.
Schlüsselwörter (Palabras clave)
: Los temas principales de esta investigación son la síntesis, caracterización y aplicación catalítica de materiales zeolíticos tipo TSȬ1 con porosidad jerarquizada. Los temas clave incluyen la influencia del tiempo de precristalización, la cantidad de agente silanizante, la relación másica TPAOH/xerogel, y el tipo de agente silanizante (ISBTES y PHAPTMS) sobre las propiedades de la zeolita TSȬ1 con porosidad jerarquizada. Se analizan las propiedades texturales y la actividad catalítica de estos materiales en reacciones de epoxidación de olefinas utilizando peróxido de hidrógeno e hidroperóxidos orgánicos (TBHP) como agentes de oxidación.- Arbeit zitieren
- Ines Moreno (Autor:in), 2009, Sintesis de Zeolita TS-1 con porosidad jerarquizada para su aplicacion en epoxidacion de olefinas, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/194900
