Por que o ZSM-5 é um zeólito importante?
O que é o ZSM-5?
(ZSM-5)
O ZSM-5-Zeolite Socony Mobil-5 é um zeólito sintético. Contém dióxido de silício (Si) e alumina (Al), sendo a proporção de dióxido de silício mais importante do que a de alumina. A fórmula química do ZSM-5 é NanAlnSi96-nO192-16H2O (0
Estrutura do zeólito ZSM-5
é composto por várias unidades de pentasil ligadas entre si por pontes de oxigénio para formar cadeias de pentasil. Tal como as unidades pentasil, cada buraco de 10 anéis tem Al ou Si como vértices com um O assumido como estando ligado entre cada vértice. Cada folha ondulada está ligada por pontes de oxigénio para formar uma estrutura com "canais rectos de 10 anéis paralelos às ondulações e canais sinusoidais de 10 anéis perpendiculares às folhas".
A estrutura molecular do zeólito ZSM-5 mostra poros e canais bem definidos na . As bolas amarelas representam o Si e as vermelhas o O.
A estrutura do zeólito ZSM-5 mostrando o tetraedro de coordenação.
Síntese do zeólito ZSM-5
Atualmente, os métodos mais comuns de síntese da ZSM-5 podem ser divididos em três categorias: síntese em sistemas orgânicos e inolamínicos; em sistemas de carga e em sistemas hidrotérmicos/não hidrotérmicos. Embora os métodos acima mencionados envolvam modelos diferentes, as matérias-primas (incluindo fontes discretas de silício e alumínio) e os princípios permanecem inalterados. A estrutura da matéria-prima é reorganizada para formar uma estrutura de poros única, a que chamamos peneira molecular.
O estudo demonstrou que a propriedade de cristalização de um sistema de gel pode ser formada utilizando diferentes indutores orgânicos. Van der Gaag mostra que o 6-hexanodiol, o 1,6-hexano diamina, o 1-propanol, a 1-propilamina e o pentaeritritol favorecem a formação desta estrutura. Assim, neste caso, o catião TPA+ é o aditivo de eleição para misturas sintéticas porque promove fortemente a formação de estruturas ZSM-5 na mais ampla gama de rácios SiO2/Al2O3. No entanto, as desvantagens desta abordagem incluem o elevado custo do aditivo, a corrosividade e a necessidade de remover o aditivo antes de utilizar a atividade catalítica do zeólito. Foram feitas tentativas para sintetizar zeólitos ZSM-5 a partir de meios de gel sem modelo. E alguns resultados foram relatados para produzir materiais ZSM-5 altamente cristalinos. Estão em curso tentativas para produzir eficazmente zeólitos ZSM-5 bem cristalizados a um custo mínimo.
