Síntesis y caracterización del sistema cancrinita-sodalita a partir de las mezclas anionicas sulfato-clorato fosfato-sulfito

Abstract

El objetivo general de esta investigación fue evaluar el sistema cancrinita-sodalita, a partir de la zeolita X con mezcla de aniones sulfato-clorato y sulfito-fosfato, a diferentes concentraciones de hidróxido de sodio, a fin de determinar las fases predominantes. El desarrollo de la investigación se llevó a cabo en el laboratorio de instrumental y en el laboratorio de Catálisis y Metales de Transición de la Facultad de Ciencias y Tecnología de la Universidad de Carabobo. La metodología que se empleó durante el desarrollo de la investigación consistió en llevar cabo los siguientes pasos: pulverizar la zeolita X para luego impregnarla con las soluciones de sales aniónicas de sulfato-clorato y sulfito-fosfato en diferentes relaciones másicas de las mismas: 0, 25, 50, 75 y 100 % y a concentraciones de hidróxido de sodio 8, 10 y 16 M respectivamente. Luego, se colocó en una estufa a 80°C y a presión autógena por 168 horas (7 días) para la síntesis sulfato-clorato y 240 horas (10 días) para la síntesis sulfito-fosfato. Trascurrido el tiempo de reacción, la misma se retiró de la estufa y se dejo enfriar, para luego neutralizar los sólidos obtenidos con abundante agua, se secaron y fueron caracterizados con distintas técnicas analíticas. Entre los logros más importantes se tiene que se sintetizó con éxito la zeolita X, ya que en la caracterización de los sólidos obtenidos desaparecieron las bandas características de la misma, lo que evidencia la transformación a sólidos de interés. Además, se distinguió la transformación a fases intermedias, lo que sugiere que el empleo de estas sales aniónicas no dirige a la síntesis por una vía única de reacción. Se pudo concluir que para 100 % sulfato, se observó la aparición de bandas características de la estructura de la cancrinita. Además la aparición de la banda alrededor de 1150 cm-1 indica la oclusión del sulfato en la estructura de los sólidos sintetizados. La presencia del clorato en el gel de reacción favorece la formación de estructuras sodalíticas. Para 100 % sulfito, se obtuvo una estructura definida de cancrinita, así como a bajas concentraciones de sulfito, también se observa la formación de cancrinita siendo este el anión director de la reacción. Además para la reacción con fosfato, se determinó que la concentración de la base es importante, ya que direcciona la reacción de la misma, llegando a formar sodalita octahidratada para una concentración de 16 M. Las recomendaciones más importantes son: sintetizar la zeolita X a mayor concentración de hidróxido de sodio con las sales aniónicas de sulfato – clorato, esto con la finalidad de observar si a mayor concentración se da la sulfatosodalita, además caracterizar con técnicas analíticas de EDX, área superficial y microscopia electrónica de barrido a los sólidos obtenidos en las síntesis con sulfato-clorato y sulfito-fosfato con la finalidad de verificar lo obtenido por IR y DRX.