Síntesis de sílica fibrosa BEA para reacciones de metanol a olefina

Resumen

Los métodos tradicionales de producción de olefinas dependen en gran medida de los combustibles derivados del petróleo, que suponen un reto importante para el medio ambiente y la sostenibilidad. El proceso de metanol a olefina (MTO) es una alternativa sostenible para la producción de olefinas, utilizando materiales abundantes como CO2, carbón, gas natural y biomasa. Sin embargo, la eficiencia catalítica del proceso MTO utilizando catalizadores de zeolita convencionales está restringida por su relativamente baja actividad, que se atribuye principalmente a la forma microporosa de la zeolita y a su alta acidez. En el presente estudio, la zeolita Beta con estructura de sílice fibrosa se ha obtenido mediante una combinación de métodos de microemulsión y de semilla de zeolita. Los catalizadores se caracterizaron mediante microscopía electrónica de barrido por emisión de campo (FESEM), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier-bromuro de potasio (FTIR-KBr), fisisorción de nitrógeno y desorción programada de amoníaco a temperatura (NH3-TPD). La sílica fibrosa Beta (HFBEA) presenta una estructura esférica muy organizada y una distribución uniforme del tamaño de las partículas, como confirma el análisis FESEM. El FTIR-KBr confirma además la formación de sílice fibrosa de la HFBEA sintetizada, manteniendo la estructura de la semilla Beta. El análisis de la superficie reveló que la HFBEA tiene un 35% más de superficie específica BET y un 86% más de volumen de mesoporo en comparación con la HBEA convencional. Los resultados de NH3-TPD indican que la incorporación a la estructura de BEA de sílica fibrosa reduce significativamente la acidez del catalizador. Estos factores contribuyeron al excelente rendimiento catalítico del HFBEA en el proceso MTO, alcanzando una conversión de metanol del 95,4% y demostrando una selectividad significativa hacia las olefinas ligeras del 78,1%, superando al catalizador HBEA comercial.