Abstract: Experimental results of CO2 adsorption at different temperatures (463-583 K) are presented for natural zeolites clinoptilolite, mordenite, erionite, epistilbite, and kaolinite clay in order to compare their adsorption capacities and textural properties. Complementarity were assessed standard adsorption energies and the degree of interaction of CO2 with zeolites through the evolution of isosteric heats of adsorption. The materials were characterized by X-ray diffraction, energy dispersive spectroscopy, while their textural properties were determined by nitrogen adsorption. The specific surface area was calculated by BET and Langmuir methods. The total pore volume (VΣ) was evaluated by the Gurvitsch equation.

Resumen: Se presentan resultados experimentales de adsorción de CO2 a distintas temperaturas (463-583 K) en zeolitas naturales clinoptilolita, mordenita, erionita, epistilbita y en la arcilla caolinita para comparar sus capacidades de adsorción y propiedades textuales. Fueron evaluadas energías estándar de adsorción y el grado de interacción de CO2 con las zeolitas a través de la evolución de los calores isostéricos de adsorción. Los materiales se caracterizaron por difracción de Rayos X, microscopía electrónica de barrido y espectroscopia de dispersión de energía; su textura se determinó por la adsorción de nitrógeno. Se calculó la superficie específica por los métodos BET y Langmuir. El volumen total de poro (VΣ) fue evaluado por la ecuación de Gurvitsch.

A series of protonated copper-containing mordenites with different SiO2/Al2O3 molar ratios (MR) in the range of 10≤MR≤206 was prepared by ion exchange in copper nitrate aqueous solution. The electron paramagnetic resonance of hydrated copper Mordenites series testifies of several Cu²+ ions sites. Hydrogen reduction of copper ions incorporated into the mordenites was shown to lead to different reduced copper species including small metallic particles inter alia. The structural properties and acidity of mordenites were characterized. The optical appearance of the copper particles showed strong but nonmonotonic dependence on the MR value, in line with the variation in acidity of this series of mordenites. Correlations between mordenite properties and the formation of different reduced copper species are discussed.

Un conjunto de zeolitas mordenitas protonadas e intercambiadas con cobre y con diferentes relaciones molares (RM) de SiO2/Al2O3 en el intervalo 10 ≤MR≤ 206 ha sido preparado por intercambio iónico en solución acuosa de nitrato de cobre. La resonancia paramagnética electrónica del conjunto de mordenitas con cobre en su estado hidratado muestra varios sitios de iones Cu²+. La reducción por hidrógeno de los iones de cobre incorporados en las mordenitas ha demostrado que la reducción produce diferentes especies de cobre, incluyendo la reducción de pequerñas partículas metálicas inter alia. Se han caracterizado las propiedades estructurales y la acidez del conjunto de mordenitas intercambiadas. La serial (óptica de nanoparticulas de cobre mostró fuerte dependencia monotónica, pero no con el valor RM, en línea con la variación de la acidez de este conjunto de mordenitas. Las correlaciones entre las propiedades de las mordenitas y la formación de diferentes especies reducidas de cobre son discutidas.

Heats isosteric of light hydrocarbons (alkanes) adsorption on microporous substrates (clinoptilolite, erionite zeolites and SiO2) was studied by the inverse gas chromatography method at zero coverage. The substrates were characterized by XR diffraction, surface area measurement, and chemical analysis. Alkanes adsorption (n-hexane, n-heptane, n-octane and nnonane) was investigated in the temperature range 423-623 K, using a conductivity thermal detector, and helium as a carrier gas. The heat of adsorption for alkanes were calculated from the retention data through Clausius-Clapeyron equation. From these results the activated effect showed by ERIN zeolite is relevant.

Calores isostéricos de adsorción de n-alcanos (n-hexano, n-heptano, n-octano y n-nonano) sobre substratos microporosos (zeolitas erionita, clinoptilolita y SiO2) fueron estudiados por el método de cromatografía gas-solido (CGS) a grados de cobertura nulos. Previamente los sólidos porosos fueron caracterizados por difracción de rayos X (XDR), microscopía de fuerza atómica (AFM), adsorción de N2 a 77 K y análisis químico. La adsorción de las parafinas ligeras ha sido investigada en el intervalo de temperaturas 423-623 K, usando un detector de conductividad térmica y helio como gas portador. Los calores isostéricos de adsorción q st de las parafinas ligeras fueron obtenidos mediante la aplicación de la ecuación de Clausius-Clapeyron. Se observa que en todo el intervalo de temperaturas estudiado se lleva a cabo una adsorción selectiva de estos hidrocarburos en función del número de carbones que conforman la cadena de los n-alcanos. De los resultados obtenidos la zeolita ERIN presenta los mayores valores en los q st atribuida al efecto de tipo activado mostrado por esta zeolita.

In this work synthesis of LTA zeolite and its ionic exchange with inorganic chemical salts were studied. Likewise experimental results are reported about LTA zeolite external surface area by using the t-plot method. Physicochemical characterization of this zeolite was carried out by XRD, SEM, IR and nitrogen adsorption (76 K) techniques. LTA zeolite was synthesized hydrothermally starting from a hydrogel mixture composed by NaOH, Na[Al(OH)4] and Na2SiO4 in stoichiometric amounts determined by its crystallization field. An ion exchange was carried out in LTA zeolite with AgNO3, KCl, CaCl2, CdCl2, ZnCl2, CuCl2 and MnCl2 (0.1 N for all of them). The LTA zeolite exchanged with bivalent cations showed the best properties to nitrogen adsorption. X-Ray diffraction showed good crystallization. Scanning electronic microscopy showed very well defined crystals existence. Textural studies of exchanged zeolite with chemical salts mentioned before by nitrogen adsorption method indicated that it is possible to obtain LTA zeolite substrates which contain high porosity. A great number of micropores of these zeolites are supermicropores (0.7 - 2 nm, pore-diameter). Microporosity studies by α s-plots of Sing was carry out and revealed that in LTA zeolite exchanged with CaCl2 exist ultramicropores and supermicropores in which the primary and secondary filling is carried out respectively

En este trabajo se reporta la síntesis de zeolita LTA y sus posteriores intercambios iónicos con distintas sales inorgánicas. De manera adicional se reportan datos experimentales sobre la estimación del área externa en zeolita LTA intercambiada usando el método t. La caracterización físico-química de estas zeolitas es abordada a través de métodos de Difracción de Rayos X (DRX), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía de Infrarrojo (IR) y Adsorción de N2 a 76 K. La zeolita LTA fue sintetizada hidrotérmicamente partiendo de una mezcla compuesta por hidróxido de sodio, aluminato de sodio y silicato de sodio en las relaciones estequiométricas requeridas. Posteriormente se le realizó un intercambió iónico con nitrato de plata y sales en forma de cloruros de K, Ca, Cd, Zn, Cu, y Mn. La zeolita intercambiada con cationes bivalentes, presentó mejores propiedades para la adsorción de nitrógeno. Los espectros de rayos X de la zeolita matriz y de aquella intercambiada mostraron buena cristalinidad. La microscopía electrónica de barrido mostró la presencia de un gran número de cristales definidos y biselados. El estudio de caracterización de textura de la zeolita intercambiada con las distintas sales mencionadas mediante la adsorción de nitrógeno a 76 K mostró que es posible obtener substratos de zeolita LTA que desarrollen altas porosidades. La mayoría de los microporos de estos materiales son supermicroporos (huecos entre 0.7 y 2 nm). El valor de la microporosidad determinada por el método α de Sing para la muestra intercambiada con Ca, revela que los microporos contenidos en la zeolita incluyen ultramicroporos y supermicroporos, en los cuales se lleva a cabo el llenado primario y secundario respectivamente.