Síntesis de zeolita Na-P en solución alcalina a partir de una toba vítrea parcialmente zeolitizada

Abstract

En este trabajo se realizaron ensayos de síntesis en condiciones alcalinas a partir de una toba vítrea parcialmente zeolitizada de la provincia de Mendoza (rica en mordenita), a fin de incrementar su grado de zeolitización, mejorar su cristalinidad y obtener un producto más homogéneo. Disponer de un material de estas características mediante procedimientos de síntesis simples permitirá en un futuro el diseño de compuestos de base polimérica, con propiedades mejoradas de absorción de agua y aromas. Los ensayos se llevaron a cabo con el material inicial molido (pasante tamiz #200) en soluciones 1, 0,5 y 0,1 N de NaOH a temperaturas de 40 ºC y 95 ºC, evaluando el desarrollo de la reacción cada 7 días durante 6 y 4 semanas respectivamente. El proceso fue monitoreado mediante difractometría de rayos X y microscopía electrónica de barrido acoplada con espectroscopía dispersiva de energías. A lo largo de las experiencias se observó un consumo progresivo de la mordenita, disminución del contenido de material amorfo (vidrio volcánico) y desaparición de la fase tridimita. A seis semanas de ensayo en solución 1N a 40 °C se obtuvo zeolita Na-P con escasa mordenita relíctica, mientras que a 4 semanas de ensayo en solución 1N a 95 °C desapareció completamente la mordenita y se obtuvo zeolita Na-P y analcima. Mediante este procedimiento se incrementó la proporción de zeolita en la muestra y se mejoró la cristalinidad del material resultante, obteniéndose un producto de buena homogeneidad.

In this work, synthesis tests were carried out in alkaline conditions from a partially zeolitized vitreous tuff from the province of Mendoza (rich in mordenite), in order to increase their degree of zeolitization, improve their crystallinity and to obtain a more homogeneous product. Having such a material by means of simple synthesis procedures will in the future allow the design of polymer-based compounds with improved absorption properties of water and aromas. The tests were performed with the initial ground material (sieve # 200) in 1, 0.5 and 0.1 N NaOH solutions at temperatures of 40 °C and 95 °C, evaluating the development of the reaction every 7 days during 6 and 4 weeks respectively. The process was monitored by X-ray diffractometry and scanning electron microscopy coupled with energy dispersive spectroscopy. Throughout the experiments a progressive consumption of the mordenite, reduction of the amorphous material content (volcanic glass) and disappearance of the tridymite phase was observed. At 6 weeks of testing in 1N solution at 40 °C Na-P zeolite was obtained with little relic mordenite, whereas at 4 weeks of test in 1N solution at 95 °C the mordenite disappeared completely and Na-P zeolite and analcime were obtained. By this procedure the proportion of zeolite in the sample was increased and the crystallinity of the resulting material was improved, obtaining a product of good homogeneity.