CARACTERIZAÇÃO E SÍNTESE ESTÁTICA DA ZEÓLITA MCM-22

Transcrição

1 CARACTERIZAÇÃO E SÍNTESE ESTÁTICA DA ZEÓLITA MCM-22 Romulo Charles Nascimento Leite 1 (Universidade Federal de Campina Grande), Bianca Viana de Sousa (Universidade Federal de Campina Grande), 2 Meiry Gláucia Freire Rodrigues (Universidade Federal de Campina Grande) , romulo_fas@yahoo.com.br , meiry@deq.ufcg.edu.br A zeólita MCM-22 foi sintetizada primeiramente por pesquisadores da Mobil em 1990 com elevada área superficial e alta estabilidade térmica. Sua estrutura (codificada pela IZA como MWW) é composta por dois sistemas de poros independentes. Um definido por canais sinusoidais bidimensionais com abertura composta por anéis de 10 membros. E, o outro, constituído por supercavidades com anéis de 12 membros, que são acessíveis apenas por aberturas de 10 membros. Por causa desta estrutura, a zeólita MCM-22 apresenta uma combinação de propriedades catalíticas incomuns. Sua síntese ocorre através de um precursor lamelar, denominado MCM-22 (P), cuja estrutura já se encontra presente o sistema de canais sinusoidais dentre as folhas hexagonais individuais que são ordenadas perpendicularmente ao eixo central c e separadas mutuamente pelo direcionador estrutural orgânico (HMI). Durante o processo de calcinação, a condensação dos grupos OH, presentes nas camadas lamelares, ajuda a formar a estrutura MCM-22 tridimensional MWW. Este trabalho objetiva a preparação da zeólita MCM-22, por meio da síntese estática resultando em um material puro e cristalino, como também a sua caracterização. Para tal finalidade, foi sintetizado inicialmente o precursor MCM-22 (P). Adicionou-se, primeiramente, o NaAlO 2 a uma solução aquosa de NaOH. A esta solução foram adicionados a hexametilenoimina (HMI) e a sílica sob agitação durante 40 minutos, obtendo-se um gel que foi envelhecido sob agitação por 30 minutos, à temperatura ambiente. Após a etapa de envelhecimento, o gel seguiu para o tratamento hidrotérmico em autoclaves de aço inoxidável em estufa pré-aquecida a 150 ºC por um período de 10 dias. O material resultante foi lavado e centrifugado até atingir ph 9 e seco a 70 ºC. Para remoção do agente direcionador orgânico (HMI) resultando na formação da zeólita MCM-22 realizou-se o processo de calcinação, a 650 ºC por 7 horas em forno mufla sem fluxo de ar. Estes materiais (MCM-22 (P) e MCM-22) foram caracterizados por Difração de raios-x (DRX), Análise Termogravimétrica (TG) e Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR). O difratograma de raios-x do material precursor MCM-22 (P) apresentou picos característicos da topologia MWW composta por camadas lamelares intercaladas por moléculas orgânicas constituintes do direcionador estrutural (HMI). O difratograma de raios-x da amostra após o processo de calcinação mostrou a ausência dos picos relacionados ao material orgânico caracterizando a obtenção da zeólita MCM-22. Através da análise termogravimétrica (TG) verificou-se que a remoção do direcionador se deu entre 500 e 650 o C comprovando a eficácia do processo de remoção deste material. Por meio das análises (FT-IR) foi possível confirmar a presença das vibrações intrínsicas dos tetraedros TO 4 que fornecem as bandas internas e externas características desses materiais. No entanto, foi possível obter, através da síntese estática, a zeólita MCM-22 como material cristalino e puro. Zeólita, MCM-22, síntese estática, caracterização, FCC. 1. INTRODUÇÃO Apesar das zeólitas apresentarem grande interesse para a indústria petroquímica, o que as faz ser tão especiais é a combinação de suas propriedades tais como: o caráter microporoso com dimensões de poros uniformes, as propriedades de troca iônica, habilidade de desenvolver acidez interna, tornando-se materiais interessantes para reações orgânicas catalíticas e também sua alta estabilidade térmica (Shereve & Brink, 1980). Nos últimos anos, tem se dirigido considerável esforço na indústria de refino, buscando o aperfeiçoamento do processo de FCC. A crescente demanda das olefinas C 2 -C 4, que são usadas como matéria-prima para a produção de polietileno, polipropileno, estireno, cumeno-fenol, metilterc-butiléter e alquilação de gasolina está conduzindo muitas unidades de FCC para maximizar os seus rendimentos (Corma et al., 1995). O craqueamento catalítico de leito fluidizado (FCC) é um dos mais importantes processos de catálise industrial bem como o mais importante processo de refino de petróleo (Dwyer, 1993). Desde a introdução do craqueamento catalítico (1942), a engenharia de processo e o projeto do catalisador evoluíram continuamente para acomodar a produção das diferentes demandas comerciais e ambientais. Os catalisadores constituídos de sílica amorfa foram substituídos pelas zeólitas REY. Neste sentido, a zeólita ZSM- 5 tem sido utilizada em anos recentes como um aditivo capaz de impulsionar a octanagem da gasolina e aumentar o rendimento do propileno à custa do rendimento da gasolina (Corma et al., 2001).

2 Este trabalho tem como objetivo avaliar a preparação e caracterização do precursor zeolítico laminar e do material MCM-22 a serem aplicados como aditivos no processo FCC. Para tal finalidade, foi sintetizado inicialmente o precursor, denominado MCM-22 (P) e quando submetido ao processo de calcinação originou o material cristalino MCM-22. Os materiais obtidos foram caracterizados através das técnicas de Difração de Raios-X (DRX), Análise Termogravimétrica (TG) e Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR). 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA A MCM-22, sintetizada primeiramente por pesquisadores da Mobil em 1990, é uma zeólita relativamente nova (Rubin e Chu, 1990). É uma zeólita sintética com elevada sílica que se cristaliza como placas muito finas (Lawton et al, 1998). De um ponto de vista estrutural a MCM-22 é caracterizada por uma porosidade complexa, devido à presença de poros médios e grandes (Berlier et al, 2005). Sua estrutura interna (MWW, código IZA) é composta por dois sistemas de poros independentes (Lawton et al, 1998; Aiello et al, 2000). Um definido por canais sinusoidais bidimensionais acessíveis por anéis de 10 membros (0,40 x 0,59 nm). O outro, tridimensional, consiste em grandes supercavidades cilíndricas com um diâmetro interno livre de 0,71 nm que é circunscrito por anéis de 12 membros. A altura dessas supercavidades atinge 1,82 nm, onde seus enormes vácuos intracristalinos são acessíveis apenas por aberturas de 10 membros (0,40 x 0,54 nm) (Cejka et al, 2002). Além disso, pequenas cavidades (0,64 0,69 nm), denominadas cups (bolsos ou copos) externos de 12 membros estão localizadas ao longo de cada canal sinusoidal (Meloni et al, 2001), desempenhando uma função significativa em determinados processos catalíticos (Lawton et al, 1998). Estes cups podem conter átomos de alumínio tetra-coordenados conectados à estrutura. Estes átomos originam os sítios ácidos fortes na superfície, semelhantes aos sítios ácidos de Brönsted internos (Du et al, 200; Juttu e Lobo, 2000). Embora suas regiões porosas intracristalinas sejam acessíveis apenas por aberturas de 10 membros, a MCM- 22 apresenta uma seletividade catalítica de forma intermediária entre zeólitas de 10 e 12 membros, resultando na contribuição dos sítios ácidos localizados na superfície externa para a realização de reações catalítica (Du et al, 2000). Esta dupla porosidade pode conferir a MCM-22 um comportamento particular na desativação, onde as supercavidades são afetadas diretamente pela deposição do coque, enquanto o sistema de canais sinusoidais parece ser menos afetado pela desativação. A acidez pode também apresentar um papel importante no comportamento catalítico desta zeólita (Meloni et al, 2001). A morfologia da MCM-22 é formada por cristais hexagonais muito finos, resultando na existência de uma quantia significativa dos cups de 12 membros expostos no exterior cristalino. A MCM-22 é um catalisador ácido promissor devido a presença desses cups, apresentando sítios ácidos acessíveis a grandes moléculas orgânicas, tornando-se então uma zeólita cataliticamente ativa para uma variedade de reações (Juttu e Lobo, 2000). Sua síntese é realizada através de um precursor zeolítico lamelar, denominado MCM-22 (P), baseado em uma estrutura contendo o sistema sinusoidal bidimensional dentro das folhas hexagonais individuais (espessura de 2,5 nm) ordenadas perpendicularmente ao eixo central c e separadas mutuamente pelo direcionador estrutural. Durante a calcinação, a condensação dos grupos OH das folhas resulta na obtenção da estrutura MCM-22 tridimensional (Lawton et al, 1996; He et al, 1998; Díaz et al, 2005). O processo de craqueamento catalítico em leito fluidizado (FCC) é uma fonte importante de hidrocarbonetos leves tais como gás liquefeito de petróleo (GLP) e olefinas leves de alto valor agregado como o propeno e o isobuteno, entre outros. O propeno, matéria-prima básica para processos petroquímicos, vem apresentando uma crescente demanda no mercado. No cenário brasileiro a maximização destes produtos é especialmente atrativa tendo em vista que o Brasil é importador de GLP para o suprimento do mercado interno, enquanto existem excedentes de gasolina que são exportados. Assim é desejável obter através do processo de FCC o aumento do rendimento desses produtos de forma econômica e com menor impacto ao meio-ambiente. A zeólita ZSM-5 tem sido um aditivo bastante útil que pode ser utilizado em quaisquer unidades de FCC convencionais (Corbett, 1985). Devido ao seu sucesso, o campo está aberto para o desenvolvimento de novas estruturas que podem melhorar os resultados alcançados usando o aditivo de ZSM-5. Neste contexto, é interessante pesquisar outros aditivos zeolíticos para serem utilizados no craqueamento catalítico. 3. METODOLOGIA 3.1. Síntese Estática da zeólita MCM-22 Inicialmente foi preparado o precursor zeolítico lamelar, denominado MCM-22 (P), pelo método da síntese estática, realizado pela modificação de Marques et al, (1999) do procedimento descrito pela patente (Rubin e Chu, 1990). Para a síntese deste precursor foram utilizados: a hexametilenoimina (HMI) (99 %, Aldrich), a sílica

3 (Aerosil 200, Degussa), o aluminato de sódio (50-56 % Al 2 O 3, máximo 0,05 % Fe 2 O 3, % Na 2 O, RiedeldeHaën), o hidróxido de sódio (97 %, Merck) e a água deionizada. A síntese foi realizada da seguinte forma: 1,930 g de NaOH e 3,110 g do NaAlO 2 foram dissolvidos em 415 g de H 2 O. A esta solução foram adicionados 25,4 g da HMI e 30,7 g de SiO 2 sob vigorosa agitação, durante respectivamente 40 minutos e 30 minutos. Depois deste período, o gel obtido foi envelhecido por 30 minutos sob agitação, à temperatura ambiente. Ao fim do envelhecimento o gel foi introduzido dentro de autoclaves de aço inoxidável em cadinhos de teflon e levado à estufa pré-aquecida a 150 ºC, dando início ao tratamento hidrotérmico estático durante o período de 10 dias. Concluído o tratamento hidrotérmico estático, as autoclaves foram resfriadas em água corrente. O material preparado, MCM-2 (P), foi centrifugado com no mínimo 2 litros de água deionizada até ph 9 e seco a 70 ºC. O precursor MCM-22 (P) obtido por este método foi calcinado a 650 ºC por 7 horas na mufla, sem fluxo de ar, para remoção da água e da matéria orgânica que constitui o direcionador orgânico HMI. A programação da mufla consistiu de uma rampa de temperatura de 5 ºC/min. Após a calcinação, ou seja, após a condensação dos grupos OH das folhas obteve-se a estrutura MCM-22 tridimensional Caracterização Difração de Raios-X (DRX) Os dados das amostras recém sintetizada (MCM-22 (P)) e calcinadas (MCM-22) foram coletados utilizando o método do pó empregando-se um difratômetro Shimadzu XRD-6000 com radiação CuKα, tensão de 40 KV, corrente de 30 ma, tamanho do passo de 0,020 2θ e tempo por passo de 1,000 s, com velocidade de varredura de 2º(2θ)/min, com ângulo 2θ percorrido de 0º a 50º Análise Termogravimétrica (TG) A amostra precursora MCM-22 (P) foi analisada na escala de temperatura ºC, em uma taxa de aquecimento de 10 ºC/min e uma taxa de fluxo de 50 ml/min, sob fluxo de ar em um Thermogravimetric Analyzer TGA-51 Shimadzu acoplado a um computador monitorado pelo software TA-60 WS Collection Monitor Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR) A amostra precursora foi prensada em pastilhas de KBr e analisada utilizando um espectrofotômetro de infravermelho (IR) AVATAR TM 360 FT-IR E.S.P. 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1. Difrações de Raios-X (DRX) Os difratogramas de raios-x do precursor MCM-22 (P) e da zeólita MCM-22 são apresentados nas Figuras 1 e 2, respectivamente. 700 MCM-22(P) Estático 700 MCM-22 Estático 600 (100) 600 (310) (310) (100) Intensidade (u.a.) (001) (002) (101) (102) (111) (201) (202) (300) (300) (220) (310) (320) Intensidade (u.a.) (101) (102) (111) (201) (202) (212) (301) (302) (214) (220) (312) (216) (117) θ Figura 1: Difratograma do precursor MCM-22 (P) Figura 2: Difratograma da zeólita MCM-22. 2θ

4 Os difratogramas de ambas as amostras, precursor MCM-22 (P) e zeólita MCM-22, estão em concordância com os relatados pela literatura (Rubin e Chu, 1990; Lawton et al, 1996; Pergher et al, 2003; He et al, 1998; Marques et al, 1999) sendo considerados característicos de materiais altamente cristalinos e puros. A literatura mostra que existem duas regiões de distinção dos materiais MCM-22 (P) e MCM-22. A primeira região situa-se entre 2θ = 12 25, onde o difratograma da zeólita MCM-22 caracteriza-se por picos agudos e separados (He et al, 1998). A segunda região ocorre entre 2θ = 26 e 29º. O material precursor MCM-22 (P) apresenta nesta região dois picos largos e centrados em 2θ = 26,07º e 26,60º, enquanto na zeólita MCM-22 esta característica é substituída por quatro picos agudos, ocorrendo respectivamente na região de 2θ = 26,23º, 27,14º, 28,08 º e 28,84º Lawton et al, (1996). É possível observar que a posição angular de algumas reflexões, presentes no material precursor MCM-22 (P), indexadas como (001) e (002) localizadas respectivamente a 2θ = 3,25 o e 6,71 o, desaparecem durante o processo de calcinação. Este comportamento também foi relatado por Pergher et al (2003). Após o processo de calcinação o pico (002) desaparece e torna-se agudo e sobreposto ao pico (100) localizado em 2θ = 7,26º. Este deslocamento para um valor mais elevado de 2θ, assim como o fato do mesmo tornar-se agudo resultam na diminuição do parâmetro c da cela unitária. Estes resultados também foram encontrados na literatura (He et al, 1998; Lawton et al, 1996). Outros picos tais como os localizados respectivamente a 2θ = 7,20 o, 25,11 o e 26,07 o indexadas como (h00) e (hk0), permanecem praticamente inalterados, indicando trocas estruturais que envolvem o eixo c (perpendicular às lamelas). De acordo com He et al, (1998) o precursor MCM-22 (P) apresenta-se como uma camada bidimensional com uma estrutura porosa hexagonal (Figura 3 (a) e (b)). O sistema tridimensional correspondente a zeólita MCM-22 resulta dos acoplamentos na direção c devido à condensação dos grupos OH durante a calcinação do precursor MCM-22 (P) (Figura 3(c)). Ocorrem ainda mudanças nos valores da distância interplanar (d) que correspondem aos planos (002), (111), (201), (202), (212), (300), (301), (302) e (312). a) c) b) Figura 3. Representação esquemática da camada estrutural da MCM-22 (He et al, 1998): (a) uma folha hexagonal vista ao longo do eixo c, (b) estrutura porosa com janelas com 10 membros, (c) MCM-22 calcinada Análise Termogravimétrica (TG) A curva de TG e de DrTG do precursor MCM-22 (P) são mostradas na Figura 4. TG (%) DrTG (mg/min) 100 MCM-22(P) Estático 0, , ,0010-0, , , Temperatura (ºC) Figura 4: Curva da análise termogravimétrica (TG) e sua derivada para a amostra precursora MCM-22 (P).

5 A Figura 4 revela a presença de quatro inflexões de perda de massa da amostra precursora MCM-22 (P), que estão localizadas nos seguintes intervalos: ºC; ºC; ºC e acima de 540 ºC. A primeira inflexão é correspondente a uma perda de 2,85% associada à dessorção da água. A segunda e a terceira inflexões totalizam uma perda de 8,85%, relacionadas à matéria orgânica (HMI) e a água precedente da condensação dos grupos sinalois. A quarta inflexão, acima de 540 ºC, correspondendo a uma perda de 10%, atribuída à remoção da matéria orgânica residual ainda presente. A perda de massa encontrada na segunda e terceira inflexões (8,85%) está relacionada ao direcionador orgânico estrutural (HMI) fortemente ligado dentro dos poros da zeólita MCM-22. O direcionador encontra-se presente em dois tipos de localizações: dentro dos canais de 10 membros (interação forte) e dentro das cavidades de 12 membros (interação mais fraca) (Ravishankar et al, 1995; Pergher et al, 2003) Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FT- IR) As vibrações intrínsicas dos tetraedros TO 4 não são sensíveis a modificações na estrutura, e fornecem as chamadas bandas internas, ou bandas intratetraedros. Entretanto, os tetraedros adjacentes na estrutura excitamse mutuamente com freqüências específicas, dependendo da topologia estrutural, fornecendo as chamadas bandas externas, ou as bandas intertetraedros, que por sua vez são úteis no estudo das estruturas (Ravishankar et al, 1994; Ravishankar et al, 1995). O espectro (FT-IR) para a amostra precursora MCM-22 (P) é apresentado na Figura 5. 0 MCM-22(P) Estático % Transcitância Número de Onda (cm -1 ) Figura 5: Espectro (FT-IR) para a amostra precursora MCM-22 (P). Na Figura 5 é possível verificar a presença das bandas relativas aos estiramentos simétricos e assimétricos das ligações T-O presentes na amostra precursora MCM-22 (P). A banda localizada em 786 cm -1 é referente ao estiramento simétrico externo. A banda localizada em 1237 cm -1 refere-se ao estiramento assimétrico externo, enquanto as bandas localizadas em 1095, 1070 cm -1 são referentes ao estiramento assimétrico interno. Em 594 e 550 cm -1 encontram-se as bandas referentes aos anéis duplos presentes na estrutura MCM-22 (P). Em 1626 cm -1 encontra-se a banda atribuída à deformação angular da ligação N-H e água. A banda em 449 cm -1 é relativa à deformação interna das ligações T-O (Corma et al, 1995). A banda localizada em 1381 cm -1 é relativa à presença do grupo funcional amina (relacionado à presença do direcionador estrutural orgânico HMI). 5. CONCLUSÃO Foi possível a síntese estática do precursor zeolítico lamelar denominado MCM-22 (P) durante o período de 7 dias a 150 ºC. Este precursor foi identificado por seus difratogramas de raios-x característicos, destacando-se os picos indexados como (001) e (002) que representam um composto laminar. Este material quando submetido ao processo de calcinação originou um material puro e cristalino, zeólita MCM-22, cujos difratograma de raios-x apresentou-se com uma melhor definição de seus picos característicos. Os resultados da analise termogravimétrica do material precursor MCM-22 (P) relatam uma perda mássica de 18,87 % relativo à matéria orgânica constituinte do direcionador estrutural HMI que provavelmente esteja distribuída entre a região

6 interlaminar e os canais sinusoidais. A HMI presente nos canais de 10 membros encontra-se presa, sendo apenas eliminada pela decomposição realizada a temperaturas elevadas, resultando na formação da zeólita MCM-22 obtida pelo método estático. Por meio das análises (FT-IR) foi possível confirmar que o material precursor MCM-22 (P) apresenta todas as bandas características de um material constituído por camadas lamelares intercaladas pela matéria orgânica e água, que após o processo de calcinação originou a zeólita MCM AGRADECIMENTOS Ao PRH-25/ANP pelo apoio financeiro para realização deste trabalho e a Universidade Federal de Campina Grande (UFCG). 7. REFERÊNCIAS AIELLO, R.; CREA, F.; TESTA, F.; DEMORTIER, G.; LENTZ, P.; WIAME, M.; NAGY, J.B. Synthesis and characterization of aluminosilicate MCM-22 in basic media in the presence of fluoride salts. Microporous and Mesoporous Materials, v.35, p , june BERLIER, G.; POURNY, M.; BORDIGA, S.; SPOTO, G.; ZECCHINA, A.; LAMBERTI, C. Coordination and oxidation changes undergone by iron species in Fe-MCM-22 upon template removal, activation and red ox treatments: an in situ IR, EXAFS and XANES study. Journal of Catalysis, v.229, p.45 54, october CEJKA, J.; KREJCÍ, A.; ZILKOVÁ, N.; KOTRLA, J.; ERNST, S.; WEBER, A. Activity and selectivity of zeolites MCM-22 and MCM-58 in the alkylation of toluene with propylene. Microporous and Mesoporous Materials, v.53, p , february CORMA, A.; CORELL, C.; PÉREZ-PARIENTE, J. Synthesis and characterization of the MCM-22 zeolite. Zeolites, v.15, p.2-8, CORMA, A.; MATÍNEZ-TRIGUERO, J., MARTINEZ, C. The Use of ITQ-7 as a FCC Zeolitic Additive Journal of Catálisis. v. 197, p , January DÍAZ, U.; FORNÉS, V.; CORMA, A. On the mechanism of zeolite growing: Crystallization by seeding with delayered zeolites. Microporous and Mesoporous Materials, v.90, p.73-80, september DU, H.; KALYANARAMAN, M.; CAMBLOR, M.A.; OLSON, D.H. Hydrocarbon sorption properties of pure silica MCM-22 type zeólita. Microporous and Mesoporous Materials, v.40, p , july 200. DWYER, F. G. Stud. Surf. Sci. Catal., 76, 499,1993. HE, Y.J.; NIVARTHY, G.S.; EDER, F.; SESHAN, K.; LERCHER, J.A. Synthesis, characterization and catalytic activity of the pillared molecular sieve MCM-36. Microporous and Mesoporous Materials, v.25, p , july JUTTU, G.G.; LOBO, R.F. Characterization and catalytic properties of MCM-56 and MCM-22 zeolites. Microporous and Mesoporous Materials, v.40, 9-23, may LAWTON, S.L.; FUNG, A.S.; KENNEDY, G.J.; ALEMANY, L.B.; CHANG, C.D.; HATZIKOS, G.H.; LISSY, D.N.; RUBIN, M.K.; TIMKEN, H-K.C.; STEUERNAGEL, S.; WOESSNER, D.E. Zeolite MCM-49: a three- Dimensional MCM-22 analogue synthesized by in situ crystallization. Journal Physical. Chemical, v.100, p , january LAWTON, S.L.; LEONOWICZ, M.E.; PARTRIDGE, R.D.; CHU, P., RUBIN, M.K. Twelve-ring pockets on the external surface of MCM-22 crystals. Microporous and Mesoporous Materials, v.23, p , january MARQUES, A.L.S.; MONTEIRO, J.L.F.; PASTORE, H.O. Static crystallization of zeolites MCM-22 and MCM-49. Microporous and Mesoporous Materials, v.32, p , may MELONI, D.; LAFORGE, S.; MARTIN, D.; GUISNET, M.; ROMBI, E.; SOLINAS, V. Acidic and catalytic properties of H-MCM-22 zeolites 1.Characterization of the acidity by pyridine adsorption. Applied Catalysis A: General, v.215, p.55-66, january PERGHER, S.B.C.; CORMA, A.; FORNÉS, V. Preparación y caracterización de la zeolita MCM-22 y de su precursor laminar. Química Nova, v.26, p , abril RAVISHANKAR, R.; BHATTACHARYA, D.; JACOB, N.E.; SIVASANKER, S. Characterization and catalytic properties of zeolite MCM-22. Microporous Materials, v. 4, p.83-93, RAVISHANKAR, R.; SEN, T.; RAMASWAMY, V.; SONI, H.S.; GANAPATHY, S.; SIVASANKER, S. in: J. Weitkamp, H.G. Karge, H. Pfeifer, W. Ho lderich (Eds.), Zeolites and Related Microporous Materials: State of the Art 1994, Studies in Surface Science and Catalysis, v.84a, p. 331, RUBIN, M.K.; CHU, P. Patente Americana (1990). SHEREVE, R. N.; BRINK JR., J. A. Indústrias de Processos Químicos. 4a Ed., Editora Guanabara Dois S. A., Rio de Janeiro, p.88. (1980).

7 CHARACTERIZATION AND STATIC SYNTHESIS OF MCM-22 ZEOLITE The MCM-22 zeolite was firstly synthesized by researchers of the Mobil in 1990 with high superficial area and high thermal stability. The framework (codified by IZA as MWW) is composed by two independent pores systems. One of them is defined by two-dimensional sinusoidal channels with opening composed by 10- members rings. And the other is constituted by supercages with 12-members rings that are just accessible only by openings of 10-members. Because this framework, the MCM-22 zeolite presents a combination of uncommon catalytic properties, and the synthesis occur using a lamellar precursor, called MCM-22 (P), in which the framework is presented in the sinusoidal channels system among the individual hexagonal leaves that are perpendicularly ordered to the central axis c and mutually separated by the organic template (HMI). During the calcination process, the condensation of the OH groups, that are present in the layers lamellar help to form the three-dimensional MCM-22 MWW framework. This work aims the preparation of the MCM-22 zeolite, through the static synthesis resulting in a pure and crystalline material and the characterization. For this purpose, it was initially synthesized the MCM-22 (P) precursor. It was added, firstly, NaAlO 2 in an aqueous solution NaOH. In this solution it was added the HMI and the silica under agitation by 40 minutes, obtaining a gel that was aged under agitation by 30 minutes, in the room temperature. After the aging stage, the gel was followed to the hydrothermal treatment in stainless steel autoclaves in a pre-heated greenhouse at 150 ºC by 10 days. The resulting material was washed and centrifugated until reach ph 9 and dryed at 70 ºC. For the remotion of the organic template (HMI) resulting in the formation of the MCM-22 zeolite, it was realized the calcination process, at 650 ºC by 7 h in a muffle furnace without air flow. These materials (MCM-22 (P) and MCM-22) were characterized by X-ray diffraction (XRD), Thermogravimetry (TG) and Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR). The XRD pattern of the precursor MCM-22 (P) material presented characteristic peaks of the MWW topology composed by intercalated lamellar layers with organic molecules that are constituents of the template (HMI). The XRD pattern of the sample after the calcination process showed the absence of the peaks related to the organic material that was important for the obtaining of the MCM-22 zeolite. Through the thermogravimetry it was verified that the template remotion occurred in from 500 to 650 o C proving the effectiveness of the remotion process of this material. By the FTIR analysis it was possible to confirm the presence of the TO 4 tetrahedrons intrinsic vibrations that supply the internal and external bands characteristics of these materials. However, it was possible to obtain, through the static synthesis, the MCM-22 zeolite as a crystalline and pure material. keywords: (1) zeolite, (2) MCM-22, (3) static synthesis, (4) characterization. Os autores são os únicos responsáveis pelo conteúdo deste artigo.