Resumen En este trabajo se sintetizó zeolita beta (Zβ) usando cenizas volantes (CV) de la central eléctrica de carbón, Termopaipa, situada en Paipa, Boyacá (Colombia). Las cenizas se utilizaron para extraer el silicio (Si) y aluminio (Al), para lo cual se realizó un pretratamiento ácido seguido de proceso hidrotérmico con NaOH. Para la obtención de la zeolita beta se varió la fuente de silicio y aluminio del gel madre y el tiempo de cristalización, manteniendo una composición nominal igual a 50SiO2: 1Al2O3: 25TEAOH: Na2O: K2O: 17H2O. En el primer experimento, las CV aportaron la fuente de aluminio, mientras que la fuente de silicio se obtuvo a partir de las CV y sílice fumante. La síntesis hidrotérmica se realizó a 170 °C durante 40 h, lo cual condujo a la obtención de ZSM-5 junto con una fase secundaria de mordenita. En el segundo experimento, las CV aportaron la fuente de silicio y se requirió la adición de sulfato de aluminio octadecahidratado como fuente de aluminio. La síntesis hidrotérmica se realizó a 170 °C y 60 h, lo cual condujo a una Zβ de alta pureza. Las zeolitas se caracterizaron usando DRX, FTIR, SEM y XRF. Las zeolitas se modificaron usando (3-aminopropil) trietóxisilano (APTES) y bromuro de hexadeciltrimetilamonio (HDTMA-Br). Los resultados muestran que la Zβ-APTES, con una capacidad de adsorción de 5 mmol NO3 -/100g tiene el mayor potencial para la aplicación de liberación controlada de fertilizantes.
Abstract In this work, zeolite beta (Zβ) was synthesized using fly ash (CV) from coal-fired Power Plant, Termopaipa, at Paipa, Boyacá (Colombia). The silicon and aluminum were extracted from fly ash, which performed by means an acid pretreatment followed by hydrothermal process with NaOH. To obtain the zeolite beta, silicon source and aluminum source of gel mother and crystallization time were varied, keeping a nominal composition, so that 50SiO2: 1Al2O3: 25TEAOH: Na2O: K2O: 17H2O. In the first experiment, the CV provided the aluminum source, while the silicon source was obtained by CV and fumed silica, which were prepared by hydrothermal synthesis, kept at 170 °C for 40 h, which led to obtain ZSM-5 together with a secondary phase of Mordenite. In the second experiment, the CV provided the source of silicon and were necessary the addition of aluminum sulphate octadecahydrate to complete the amount of aluminum source, which were prepared by hydrothermal synthesis, kept at 170 °C for 60 h, which led to a phase of beta zeolite (Zβ) highly pure. The zeolitic phases were characterized using DRX, FTIR, and SEM and by XRF. The zeolites were modified using (3 -aminopropyl) triethoxysilane (APTES) and hexadecyltrimethylammonium bromide (HDTMA-Br). The results show that the zeolite Zβ-APTES with an adsorption capacity of 5 mmol NO3 -/100g have the mayor potential for controlled fertilizer release.
