Preparación y caracterización de capas de materiales nanoestructurados. Aplicación a procesos de separación y reacción/separación

• Autores: Óscar de la Iglesia Pedraza
• Directores de la Tesis: Joaquín Coronas Ceresuela (dir. tes.), Reyes Mallada Viana (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2005
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Miguel Menendez Sastre (presid.), Javier Herguido Huerta (secret.), Fernando Reyes (voc.), Vicente Fornés Seguí (voc.), Carme Güell Saperas (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Ingeniería y tecnología químicas
      • Procesos químicos
      • Separación química
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• Resumen

  • El objetivo principal de esta tesis doctoral ha sido aumentar las posibilidades de aplicación de las membranas de zeolitas y materiales relacionados. Por tanto, se ha llevado a cabo trabajo experimental relacionado con la síntesis y caracterización de capas de materiales nanoestructurados y su aplicación a procesos de reacción y/o separación. A continuación se resumen las líneas maestras de trabajo seguidas.

    Síntesis de membranas zeolíticas tubulares: A partir de la información presente en la bibliografía y de la experiencia previa adquirida por el grupo investigador en el que se ha desarrollado este estudio, se han preparado membranas de H-ZSM-5, Na-ZSM-5, mordenita y zeolita A sobre soportes tubulares porosos de alúmina por distintos métodos de síntesis hidrotermal.

    También se han sintetizado membranas compuestas de H-ZSM-5 y mordenita, que hasta ahora no habían sido preparadas, estudiando diferentes variables que afectan a la calidad de la membrana sintetizada. Se ha desarrollado un nuevo procedimiento de calcinación con flujo de aire y vapor de agua para la eliminación del agente estructurante en membranas compuestas. La bondad de este método se puso de manifiesto en la separación de mezclas H2O/EtOH por pervaporación, y también mediante análisis de espectroscopía infrarroja. Las membranas se caracterizaron también por difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido (SEM), y medidas de permeación individual de gases.

    Reactor de membrana zeolítica: Las membranas de H-ZSM-5 y Na-ZSM-5 y las compuestas de H-ZSM-5 y mordenita se han aplicado a la esterificación de ácido acético con etanol en un reactor de membrana zeolítica. En este reactor se aúnan los procesos de reacción y de separación selectiva de agua, lo que permite desplazar el equilibrio al lado de los productos y aumentar el rendimiento del proceso. Las membranas de Na-ZSM-5 se sometieron a un tratamiento de intercambio iónico de Na+ por H+