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Pirólisis Térmica y Catalítica de Residuos Plásticos Urbanos: Mordenita Modificada y Zeolitas ZSM-5

Autores: Paula, Taihana Parente; Marques, Maria de Fatima Vieira; Marques, Mônica Regina da Costa; Oliveira, Michelle Souza; Monteiro, Sergio Neves

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 5

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las zeolitas se han aplicado con éxito como catalizadores en la pirólisis de plásticos para obtener compuestos hidrocarburados valiosos de menor peso molecular. En el presente trabajo, se sintetizó directamente mordenita y se modificó químicamente a partir de mordenita comercial para aumentar el volumen de poros. Por primera vez, se comparó el rendimiento de estas mordenitas con el de un ZSM-5 tratado con álcali como catalizadores para asistir la pirólisis de residuos plásticos urbanos simulados. Las zeolitas investigadas fueron: (i) ZSM-5 sintético tal como se suministra (ZSM-5/AS); (ii) ZSM-5 tratado con NaOH 0.2 M (ZSM-5/02); (iii) mordenita tal como se suministra (MOR/AS); (iv) mordenita tratada con NaOH 0.2 M (MOR/02); y (v) mordenita sintética desarrollada en laboratorio (MOR/SD). Las zeolitas modificadas y sintetizadas se aplicaron individualmente como catalizadores en la pirólisis a 700 grados C de una mezcla de residuos de polietileno, polipropileno y poliestireno, simulando la composición de la basura plástica encontrada en la ciudad de Río de Janeiro (Brasil). La difracción de rayos X reveló tamaños de cristalitos de todas las zeolitas en un rango nanométrico de 17 a 43 nm. El análisis textural mostró que el ZSM-5/02 tratado con álcali tenía una superficie externa superior, 153 m^2/g, y un volumen de mesoporos igual a 0.253 cm/g. Se obtuvieron valores más bajos por MOR/02 (39 m^2/g y 0.072 cm/g). La pirólisis de la mezcla plástica con ZSM-5/02 presentó una temperatura de degradación inicial más baja, 387 grados C, seguida por MOR/02, con 417 grados C. El catalizador ZSM-5/02 obtuvo la mayor conversión en la pirólisis de la mezcla plástica, totalizando 49.2%. Sin embargo, la pirólisis asistida por el catalizador MOR/02 mostró la mayor fracción (81.5%) de hidrocarburos ligeros.

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