XVI ReuniÃ³n CientÃfica de la Sociedad EspaÃ±ola de Arcillas - Libro ...

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Comunicaciones SEA 2001 – Baeza (Jaén) SOCIEDAD ESPAÑOLA DE ARCILLAS CONTRIBUCIÓN AL ESTUDIO ESTRUCTURAL, TEXTURAL Y DE PROPIEDADES CATALÍTICAS DE ESMECTITAS RICAS EN HIERRO Letaïef S, Casal B, Martín-Luengo A, Aranda P, Ruiz-Hitzky E Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid. CSIC. Tres muestras naturales de bentonitas ricas en hierro procedentes de Gafsa (Shemsi y Hammadi, Túnez) han sido investigadas por aplicación de diversas técnicas físico-químicas. Los resultados indican que junto a la fracción mayoritaria, compuesta por esmectita, se encuentra ilita en una proporción del 15 al 20% y en menor magnitud caolinita, calcita, cuarzo y óxidos de hierro. Estas muestras presentan una cantidad de hierro relativamente elevada ( 5 -7% expresado como Fe 2 O 3 ), que alcanza un 9% en la fracción fina (< 2µm). De los estudios por EPR y Mössbauer se deduce que el hierro se presenta como Fe(III) en coordinación octaédrica, localizado tanto en la estructura del silicato (capas octaédricas) como formando parte de oxihidróxidos asociados al mineral. A partir de muestras intercambiadas por Na + , se han preparado “arcillas pilareadas” por inserción de policationes de aluminio, ó de Al/Fe, estudiándose los factores que intervienen en su preparación, así como sus propiedades de estabilidad térmica y acidez superficial. A este efecto se ha realizado un estudio comparativo, en el que se ha empleado como muestra de partida una arcilla ampliamente estudiada como es la montmorillonita de Wyoming, Swy1. El hecho de que estos minerales presenten un alto contenido en hierro es una característica interesante a la vista de su aplicación industrial, por ejemplo como catalizadores heterogéneos en procesos de oxidación. Se ha puesto asimismo de manifiesto que las llamadas “arcillas pilareadas” (“pillared clays”, PILCs) conteniendo Fe, participan activamente en distintas reacciones orgánicas (Gil et al. 2000), como p.ej., las de tipo Fisher Tropsch (Rightor et al. 1991,
Letaïef S et al. / Comunicaciones SEA 2001 – Baeza (Jaén) Bergaya et al. 1991). Basándonos en estos antecedentes, este trabajo presenta un doble objetivo: • Caracterización estructural y textural de muestras de esmectitas representativas de los yacimientos de Túnez (depósitos de Gafsa: Jebels Shemsi y Hammadi), así como de sus derivados pilareados con policationes de Al y/o Fe. • Estudio de sus propiedades de hidroxilación catálitica de fenoles. En los procesos de catálisis heterogénea estudiados, se compara el efecto del tratamiento térmico bajo horno convencional o de microondas, así como la naturaleza de los distintos sólidos estudiados en el proceso de reacción, especialmente en cuanto al rendimiento y selectividad (Figura 1). conversión (%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 A tiempo (mn) MW CC 0 5 10 15 20 25 30 35 conversión (%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 C temperatura (K) MW CC 320 340 360 380 400 conversión (%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 B MW CC 0 5 10 15 20 25 30 35 tiempo (mn) conversión (%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 D MW CC 320 340 360 380 400 temperatura (K) Figura 1. Hidroxilación de fenol llevada a cabo bajo calentamiento con microondas (MW) ó convencional (CC) a distintos tiempos (Tª = 363K) ó temperaturas (t: CC= 2h. , MW: 30m.):(A, C) VI-AlPILC (B, D) Swy1-FeAlPILC. Referencias Bergaya F, Hassoun N, Gatineau L, Barrault J (1991) En: Preparation of Catalyst (V). Elsevier. Amsterdam.
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