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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78995
Tipo: | Artigo de Periódico |
Título: | Assessment of the stability of LTA zeolites under natural gas drying TSA conditions |
Autor(es): | Azevedo, Diana Cristina Silva de Moura, Pedro Augusto Silva de Ferracine, Edilene Deise Da Silva Rodríguez, Elena Aguado Maia, Débora Aline Soares Melo, Darley Carrijo De Valencia, Susana Cardoso, Dilson Rey, Fernando Bastos Neto, Moises Castellón, Enrique Rodríguez |
Palavras-chave em português: | Estabilidade hidrotérmica;Águas residuais - purificação;Zeólitas LTA;Relação Si/Al |
Palavras-chave em inglês: | Hydrothermal stability;Waste water - purification;Zeólitas LTA;Si/Al ratio |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES CARACTERISTICAS DE PROCESSOS BIOQUIMICOS |
Data do documento: | 2024 |
Instituição/Editor/Publicador: | Catalysis Today |
Citação: | MOURA, P. A. S.; FERRACINE, E. D. S.; RODRÍGUEZ-AGUADO, E.; MAIA, D. A. S.; MELO, D. C.; VALENCIA, S.; CARDOSO, D.; REY, F.; BASTOS-NETO, M.; RODRÍGUEZ-CASTELLÓN, E.; AZEVEDO, D. C. S. Assessment of the stability of LTA zeolites under natural gas drying TSA conditions. Catalysis Today, v. 427, 114410, 2024. ISSN 0920-5861. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0920586123004340. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cattod.2023.114410. Acesso em: 25 nov. 2024. |
Resumo: | As principais características dos zeólitos LTA catiônicos que provavelmente impactarão sua potencial estabilidade hidrotérmica são interligados. O teor de Al e o cátion compensador desempenham um papel importante na adsorção de água, mas sua influência no desempenho da zeólita em ciclos térmicos ainda não foi compreendida. Neste estudo, quatro LTA amostras de zeólitas foram sintetizadas com proporções distintas de Si/Al nas formas de sódio e potássio. Eles passaram por um Protocolo de Envelhecimento Prematuro (PAP) que levou em consideração as condições operacionais normalmente encontradas em temperatura processos de adsorção oscilantes. A relação Si/Al per se não impactou na cristalinidade ao envelhecer, mas a presença de uma grande quantidade de cátions de potássio (Si/Al = 1) levou à amorfização da estrutura da zeólita. Os resultados das técnicas XPS e NMR indicam que a migração de Al da superfície externa para as gaiolas internas ocorre após envelhecimento. Análises químicas por XRF e ICP-OES associadas à análise de RMN de 27Al revelam que a presença de EFAl é particularmente significativo na amostra com a maior relação Si/Al (5) e está correlacionado com um C muito maior deposição com o envelhecimento. Experimentos TG/DTG e TPD-NH3 sugerem que sítios ácidos nas estruturas zeólitas atuam como espada de dois gumes, ao aumentar a adsorção de água e ao mesmo tempo levar à acumulação de carbono. Isotermas de CO2 a 0 ºC revelam a redução da microporosidade após o envelhecimento, enquanto o teor de Al é proporcional à água absorção de adsorção, particularmente em baixas pressões (abaixo de 10 mbar). O material com uma relação Si/Al intermediária e na forma Na (LTAc-SiAl2-Na) combina excelente estabilidade hidrotérmica com alta afinidade por água e absorção. |
Abstract: | The main features in cationic LTA zeolites that are likely to impact its potential hydrothermal stability are interconnected. The Al content and the compensating cation play an important role in the water adsorption but their influence on the zeolite performance in thermal cycles is yet to be understood. In this study, four LTA zeolite samples were synthetized with distinct Si/Al ratios in sodium and potassium forms. They underwent a Premature Aging Protocol (PAP) that took into account the operating conditions typically found in temperature swing adsorption processes. The Si/Al ratio per se did not impact in the crystallinity upon aging, but the presence of a high amount of potassium cations (Si/Al = 1) led to the amorphization of the zeolite structure. The results from XPS and NMR techniques indicate the Al migration from the outer surface to the inner cages occurs upon aging. Chemical analysis by XRF and ICP-OES associated with 27Al NMR analysis reveal that the presence of EFAl is particularly significant in the sample with the largest Si/Al ratio (5) and is correlated to a much larger C deposition upon aging. TG/DTG and TPD-NH3 experiments suggest that acid sites in the zeolite structures act as a double-edged sword, by enhancing water adsorption while also leading to carbon accumulation. CO2 isotherms at 0 ºC reveal the reduction of the microporosity after aging, whereas the Al content is proportional to the water adsorption uptake, particularly at low pressures (below 10 mbar). The material with an intermediate Si/Al ratio and in Na-form (LTAc-SiAl2-Na) combines excellent hydrothermal stability with a high-water affinity and uptake. |
URL do documento: | https://pdf.sciencedirectassets.com/271364/1-s2.0-S0920586123X00157/1-s2.0-S0920586123004340/main.pdf?X-Amz-Security-Token=IQoJb3JpZ2luX2VjEGsaCXVzLWVhc3QtMSJHMEUCIQDuK5Z626ySKK0mApIWKryd0PRL0tzJ%2Fqr8WUzd3uwdLQIgXJOMMJy9KYWmW8MYDriJdpGH8PiR1qdMminACzy8GBAquwUIlP%2F%2F%2F%2F%2F%2F%2F%2F%2F%2FARAFGgwwNTkwMDM1NDY4NjUiDKaJRFIEjnBujUe1PSqPBT0xMbifRZYJR%2FXZcwnmDD8OTUPsEomfzccWgtUnnmpg5OxJ3Q1Cm1CvSjdj9Y7ky2BrVIH7wM560e0u5qo806o2fcy%2BIaTo9NY2OE%2F%2BMfOuMpifVPgjJLCslvzFqXMxkF3l7DJEWmqD9VJcdVvdUBsS3OX80ewAotuqjRenS7X9JUElYdcVSyp5QPA4TzwLEwpLP6vyHgmHA7%2B1m9hzf4JhtawhAWJ21o%2BLNod52b5SCMzzr1TDiEypoIjf5HHzws%2FsPFalVo7Sa75LI783BnpI6zBhi8U9hoKUuBuODhpKmzW4bjmavSVxGa2L88NN%2F3avE5aB6HUOoEpIfbxQaIpQrHYHaoTTOJNhIcygtuXsBjmmHAbetOaCNC%2FgtR2qijRtrD4b6plEdJYxejO91APFPrBCouwhuJovT%2B8x20bzzLIgOhTopMA0x8TtfPa0X3D4FmP6KCXjocn1F7Y3r8S96v%2BGreN5Vlq%2BxF5ObENdibOlQDJBu8TPoWOSNxu7W%2F0sbBgwQkfYrpTfZlhDjxuNYRxc6pBdZowI5KcVAc2V9%2FrvOjh%2Bz%2BsUenNFWRCfFbAktqjgpYTrEPMY2iHcFnvC6do6Q6AIkm%2FIdC8f45MoKieH1PpYuit%2FWK%2FjSU8xqR8tYHPfLm5nQXRK2UxvtRs5aS4wqC5rkrBSTC351U2UyOrtDuAmumGH0AN9ssvkDGG8qcudklZWMOmEK29qvNqgkeuIP2nvYmGhfQspvz7tvj%2B9qIMOmlhteBiOcZYkcwtovzhLcyw7fHG29RWS8oZFevITAwQGTGMdQbPiGa4j6j0qSAis3WFTToj3uGIQcY8BOc5lobJqfEKhZbkSBLc3e%2FpLmF1DtFbiQ82iJ1cwkMGHtwY6sQFBfGb3xDUthG7OBM7wgWfYPdjMovgn0RiVxALy%2FLbX2tbx%2BTcZnItEF%2BQps4dv2Jfuik9RNMXcY05pkaQFnfr0DvfZ%2BiS6XYNYXtUhWh89%2BAKDxvK348mjmOMkjzvVYZC%2Fq7oJaZ3Ed6rcZafUDWg3rgN30S4D%2Bj9hzOHSPVZvVGyr%2FITh4llx7jfEDp8vWMMzEo8gAaktsvnHzyD9sOqy7bNliz0S%2FcYLtQnvP0ipMxc%3D&X-Amz-Algorithm=AWS4-HMAC-SHA256&X-Amz-Date=20240911T184302Z&X-Amz-SignedHeaders=host&X-Amz-Expires=300&X-Amz-Credential=ASIAQ3PHCVTYVCT6UQBA%2F20240911%2Fus-east-1%2Fs3%2Faws4_request&X-Amz-Signature=44fcda36670c040e2c5cbfe337fa0f1594e7ed6671bafd5d275ac15924578fac&hash=285363ac1adc107c187c10a8abc4f3a6438d08aa14b4810fecef2a43ced0ec01&host=68042c943591013ac2b2430a89b270f6af2c76d8dfd086a07176afe7c76c2c61&pii=S0920586123004340&tid=spdf-2014df05-f008-4d39-84e1-feebcf0a8292&sid=31754752543a91488e1af464c4457758d0c2gxrqa&type=client&tsoh=d3d3LnNjaWVuY2VkaXJlY3QuY29t&ua=18145a0154590c03575553&rr=8c19cd161e1500e8&cc=br |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78995 |
Identificador DOI: | https://doi.org/10.1016/j.cattod.2023.114410 |
ISSN: | 0920-5861 |
ORCID do(s) Autor(es): | https://orcid.org/0000-0002-5852-1971 https://orcid.org/0000-0001-8545-3989 https://orcid.org/0000-0003-2906-8351 https://orcid.org/0000-0002-9888-5964 https://orcid.org/0000-0002-9888-5964 https://orcid.org/0000-0001-7160-2795 https://orcid.org/0000-0003-3504-4516 https://orcid.org/0009-0008-0058-9093 https://orcid.org/0000-0001-7432-2879 https://orcid.org/0000-0003-4751-1767 |
Currículo Lattes do(s) Autor(es): | 7586955305848168 9453525328330321 0515934038658933 0311378444716317 |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
Aparece nas coleções: | DEQ - Artigos publicados em revista científica |
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