Estructura interna de un gel que conduce a cristales individuales NBA-ZSM-5

Sketch of a cross-section of the gel walls showing the biphasic internal structure

Resumen

Las estructuras de gel poroso se forman durante la síntesis de la zeolita ZSM-5 debido a la reacción entre una fuente de aluminosilicato, hidróxido de sodio, agua y un agente director de la estructura, como p. Ej. tetrapropilamonio (TPA) o n-butilamina (NBA). En el presente trabajo, se estudió ampliamente la formación del gel en un sistema heterogéneo que conduce a la cristalización de zeolita NBA-ZSM-5 a partir de metacaolín lixiviado. Las fases sólida y líquida obtenidas después de la separación se analizaron mediante espectrometría de masas de campo del sector del plasma acoplado inductivamente, dispersión dinámica de luz, microscopía electrónica de barrido de alta resolución extrema, espectroscopía de dispersión de energía, microscopía electrónica de transmisión de alta resolución, difracción de rayos X y adsorción de gas nitrógeno. La fase de gel principal formada después del tratamiento hidrotérmico exhibió una estructura similar a una esponja similar a las que se forman en los sistemas basados en (Na, TPA) -ZSM-5. Por primera vez, se demostró que las paredes del gel principal no eran homogéneas y poseían una estructura interna bifásica que consistía en un esqueleto mesoporoso de nanopartículas de aluminosilicato incrustadas en una matriz soluble de materia blanda rica en silicato. Los datos presentados en este documento son de importancia primordial para comprender el mecanismo por el cual se consume el gel y contribuye al proceso de crecimiento de los cristales de zeolita.