Chabazite zeolite via interzeolite conversion

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Palavras-chave:

Zeolites, Zeolitic Interconversion, Adsorption, Biogas

Resumo

In face of the increasing demand of conventional energy sources and the consequent environmental impacts, in particular those related to global warming, the development of sustainable and renewable energy technologies is highly demanded. In this context, biogas from anaerobic digestion of the organic fraction of municipal solid waste represents an important alternative as energy source. Nevertheless, its use requires cleaning and upgrading processes to remove CO2, which can represent 30-60% of the biogas as well as other undesired trace components such as H2S, water vapor, and N2 [1]. Techniques for CO2 separation include absorption, membranes, cryogenic distillation, and adsorption. Adsorption proved to be more suitable for several upgrading plants due to the adsorbent regeneration feature and also to the flexible design for different adsorbents [2]. Zeolites, crystalline aluminossilicates with high ordered porous systems, can be used as highly efficient adsorbents for CO2 capture. In this work, it is presented a strategy for the synthesis of Zeolite Chabazite via zeolite interconversion using Zeolite Y crystals and using fly ash as the precursor material. By means of a series of techniques such as powder X-ray diffraction, Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy, we were able to confirm the efficiency of syntheses process. The micrographs show the morphology of the zeolitic crystals, as well as their uniform shapes and sizes, containing cuboidal characteristics. Its clusters resemble swollen disks [3]. FTIR spectra shows subtle differences in relation to Y zeolite (mother zeolite) and chabazite zeolite (daughter zeolite), with specific bands for the first one (1460 cm-1, 636 cm-1, 514 cm-1) and for the second one (2360 cm-1, 785 cm-1, 574 cm-1). In addition, the X-ray pattern shows the crystalline phases of zeolite Y, which are different from the phases observed for chabazite zeolite, showing its complete zeolite. Furthermore, as an improvement to this work, adsorption isotherms will be produced to evaluate the kinetic behavior of the synthesized material.

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Biografia do Autor

  • Adonay Rodrigues Loiola, UFC

    Bacharel em Química (UFC, 2004), mestre em Química Inorgânica (UFC, 2006), doutor em Química (UFC, 2009, com estágio sanduíche na Universidade de Manchester, Prof. Michael W. Anderson). No período de 2023-2024 foi pesquisador visitante (pós-doutorado) no Laboratório de Peneiras Moleculares da UFRN (Profa. Sibele B. C. Pergher). Professor da UFC desde 2013, coordenador do Laboratório de Materiais nanoestruturados e pesquisador dos programas de pós-graduação em Química e de Engenharia e Ciências de Materiais, onde orienta projetos de mestrado e doutorado. Atua nas linhas de pesquisa que envolvem 1) síntese e caracterização materiais nanoporosos voltados para aplicações de caráter ambiental, 2) imobilização de enzimas para otimização de processos catalíticos e 3) síntese e caracterização de nanopartículas cristalinas. É coautor de 28 artigos científicos. Realizou missões de trabalho de pesquisa na Universidade de St Andrews, Escócia (2019) e Universidade Tecnológica de Braunschweig, Alemanha (2020). É membro da Sociedade Real de Química-RSC (Royal Society of Chemistry), Sociedade Brasileira de Catálise e da Sociedade Brasileira de Química-SBQ, nesta última tendo exercido o cargo de secretário da regional (SBQ-CE) em dois mandatos 2018-2022.

Referências

´´´[1] SOUZA-FILHO, J. D. V. et al. Zeolite A grown on fiberglass: A prominent CO2 adsorbent for CO2/CH4 separation. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, v. 683, 20 fev. 2024. [2] YU, M. C. et al. Hybrid CO2 capture processes consisting of membranes: A technical and techno-economic review. Advanced MembranesKeAi Communications Co., 1 jan. 2023. [3] NASSER, G. A. et al. OSDA-free chabazite (CHA) zeolite synthesized in the presence of fluoride for selective methanol-to-olefins. Microporous and Mesoporous Materials, v. 274, p. 277–285, 15 jan. 2019.

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Publicado

15-11-2024

Edição

Seção

Síntese e caracterização de catalisadores e adsorventes.

Como Citar

BERNARDINO GUEDES , Jadson; RODRIGUES LOIOLA, Adonay. Chabazite zeolite via interzeolite conversion. XIV Encontro de Catálise do Norte, Nordeste e Centro-Oeste, Brasil, 2024. Disponível em: https://submissao.sbcat.org/index.php/xivencat/article/view/114. Acesso em: 26 dez. 2024.

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