Se sintetizan nuevos catalizadores de zeolita que cambian el juego
Un equipo de investigación de POSTECH descubre nuevos catalizadores de zeolita para aplicaciones de craqueo catalítico
Un equipo de investigación de POSTECH ha descubierto una nueva y prometedora zeolita, que se prevé será un punto de inflexión para las industrias de refinado de petróleo y petroquímica.
(Arriba a la izquierda) Tipos de estructuras SBT (azul) y SBS (rojo). (Abajo a la izquierda) Imagen STEM-ADF corregida por Cs de PST-2, una zeolita de intercrecimiento SBS/SBT. (Derecha) Rendimiento de las olefinas ligeras (etileno y propileno) y relación propileno/etileno en el craqueo de diésel sobre los catalizadores H-PST-32, H-PST-2, H-USY y H-beta.
POSTECH
El equipo de investigadores dirigido por Suk Bong Hong, profesor de la División de Ciencia e Ingeniería Medioambiental de POSTECH, sintetizó dos zeolitas tridimensionales (3D) de gran poro (12 anillos)1 térmicamente estables -la PST-32 (POSTECH n.º 32) y la PST-2, la hipotética estructura de intercrecimiento SBS/SBT2- utilizando las estrategias sintéticas de "catión inorgánico múltiple" y "desajuste de la densidad de carga", respectivamente. El equipo de investigación identificó sus estructuras utilizando tanto datos de difracción de rayos X en polvo en el Laboratorio del Acelerador de Pohang como análisis de microscopía electrónica medidos en el Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA). Este estudio es obra del Dr. Hwajun Lee, de POSTECH, y del Dr. Jiho Shin, del Centro de Investigación de Catalizadores Petroquímicos del Instituto de Investigación de Tecnología Química de Corea.
Las zeolitas son materiales cristalinos de aluminosilicatos microporosos con estructuras de poros uniformes y bien caracterizadas que ofrecen una amplia gama de aplicaciones comerciales en catálisis y separación debido a su estabilidad estructural y química. En particular, la zeolita Y, que tiene una estructura de poros grandes (12 anillos) basada en una jaula, es un catalizador indispensable en los procesos de refinado de petróleo y petroquímicos que producen numerosos tipos de productos químicos a partir del crudo. En la actualidad, cerca del 40% de la producción mundial de petróleo crudo se convierte en productos esenciales para nuestra vida diaria -como la gasolina- mediante catalizadores basados en zeolita Y.
Los nuevos PST-32 y PST-2 son estructuralmente similares a la zeolita Y, pero están formados por supercajas de diferentes formas y tamaños y tienen una excelente estabilidad térmica. También se confirmó que estas zeolitas presentan una mayor actividad catalítica que la zeolita Y en la reacción para producir los productos químicos etileno y propileno, que son materias primas básicas obtenidas por la descomposición del gasóleo, que está perdiendo valor como fuente de combustible.
"Teniendo en cuenta que los catalizadores basados en la zeolita Y representan el 10% del mercado mundial de catalizadores, que supera los 10.000 millones de dólares, la ciencia parece haber considerado que el PST-32 y el PST-2 pueden cambiar las reglas del juego y alterar el mercado de los catalizadores, además de su importancia académica", señaló el profesor Suk Bong Hong, que dirigió el estudio.
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