ES2263535T3 - Un metodo para preparar cristales individuales de zeolita, con mesoporos rectos. - Google Patents

Un metodo para preparar cristales individuales de zeolita, con mesoporos rectos.

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ES2263535T3 ES01119566T ES01119566T ES2263535T3 ES 2263535 T3 ES2263535 T3 ES 2263535T3 ES 01119566 T ES01119566 T ES 01119566T ES 01119566 T ES01119566 T ES 01119566T ES 2263535 T3 ES2263535 T3 ES 2263535T3
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Abstract

Método de preparación de cristales individuales de zeolita con mesoporos rectos aplicando un gel de síntesis con composición de precursor de zeolita dentro del sistema de poros y sobre la superficie de una plantilla de material de matriz de partículas de carbono, que comprende las etapas de: proporcionar un material de plantilla con un diámetro de 2 a 50 nanómetros y una relación de dimensiones de longitud a diámetro de al menos 5, aplicar el precursor de zeolita a la superficie del material de plantilla utilizando impregnación secuencial, someter la composición de precursor a condiciones de cristalización, y aislar los cristales de zeolita individuales porosos con mesoporos rectos retirando el material de plantilla de la matriz.

Description

Un método para preparar cristales individuales de zeolita, con mesoporos rectos.
La presente invención se refiere a un método de preparación de cristales de zeolita con un sistema de poros de mesoporos rectos.
Las zeolitas encuentran un uso extendido como catalizadores heterogéneos. En muchas aplicaciones, es un problema que las zeolitas solamente tienen microporos, puesto que esto impone limitaciones a la difusión sobre la tasa de reacción. Se han realizado en el pasado varios intentos para proporcionar cristales zeolíticos con un sistema de mesoporos. Una posibilidad consiste en reducir el tamaño del cristal de la zeolita (Madsen C. Jacobsen, C. J. H., Chem. Comm. (1999) (673)) y otra posibilidad consiste en utilizar materiales del tipo MCM-41 de mesoporos (por ejemplo, Beck, J. S. y col. J. Am. Chem. Soc. Vol. 114 (1992) (10834), cuyos dos artículos se incorporan aquí por referencia. No obstante, los materiales de tipo MCM-41 solamente muestran un orden estrictamente dimensional y, por consiguiente, no poseen la misma acidez que las zeolitas de orden tridimensional.
Esta invención proporciona un método para preparar cristales individuales de zeolita con un sistema de poros adaptable de mesoporos rectos a través de los cristales de zeolita individuales.
La invención proporciona también cristales individuales de zeolita y, por lo tanto, material catalítico con mesoporos rectos preparados de acuerdo con el método de la invención.
La invención proporciona, además, material catalítico activado, que comprende cristales individuales de zeolita con mesoporos rectos que han sido sometidos a desaluminación y/o a intercambio de iones.
El método de acuerdo con la invención implica la cristalización de la zeolita dentro y sobre la superficie de una matriz que está constituida por partículas, cuya mayoría está en el intervalo de tamaño entre 10 y 500 nm. De esta manera, es posible que la zeolita crezca en cristales individuales grandes que encapsulan parte de las partículas de la matriz. La zeolita está impregnada por el interior y sobre la superficie de la matriz, si la cantidad de solución de impregnación (gel de zeolita) aplicada es mayor que el volumen de poros característicos de la matriz (exceso de gel comparado con la humedad incipiente).
Cuando se utiliza carbono como la matriz, los cristales de zeolita se pueden aislar a través de la retirada de carbono por combustión controlada o por hidrogenación. Otras matrices se pueden utilizar y retirar, por ejemplo, por disolución selectiva o por hidrólisis, etc. En los catalizadores heterogéneos, tales poros son esenciales para permitir el transporte ininterrumpido de reactivos y productos hacia y desde los sitios catalíticos activos.
Los cristales individuales de zeolita mesoporosos resultantes contienen trazas de la matriz de carbono. La matriz de carbón dicta el sistema de mesoporos y el tamaño de los poros se puede adaptar a través de la selección adecuada del carbono. Aplicando negro de carbón como una plantilla de mesoporos se obtienen típicamente mesoporos intracristalinos con un alto grado de disposición tortuosa.
La mesoporosidad de los cristales de zeolita se puede controlar ajustando la cantidad de gel de zeolita con relación a la cantidad de la matriz de carbono. Durante la cristalización es esencial que el precursor de gel de zeolita esté localizado tanto alrededor como también dentro del sistema de poros de la matriz. En otro caso, no se forman cristales individuales grandes, sino que en su lugar se pueden obtener cristales aislados pequeños, como se describe en Chem. Comm. (1999), (673).
La matriz es con preferencia inerte y estable en condiciones de síntesis de la zeolita y muestra una morfología adecuada de los poros. Retirando la matriz desde los cristales individuales grandes, se crean mesoporos dentro de los cristales individuales grandes, es decir, mesoporos intracristalinos.
Los cristales de zeolita grandes con mesoporos intracristalinos se separan fácilmente desde el medio de síntesis por medio de filtración, mientras que los micro cristales de zeolita (que son capaces de crear mesoporos intercristalinos) requieren ultracentrifugación con el fin de separarlos desde el medio de síntesis. Otra ventaja de los cristales de zeolita individuales grandes es que se incrementa la estabilidad hidrotérmica de la zeolita.
Se prefiere retirar la matriz hasta una extensión, en la que no se impide el transporte de reactivos y productos en los mesoporos. No obstante, no se requiere la retirada completa de la matriz. Con preferencia, la cantidad remanente del material de la matriz dentro de los cristales de zeolita es lo más baja posible.
El método de la invención es aplicable, en general, a la preparación de cristales individuales de zeolita de mesoporos y a la preparación de material cristalino, donde el material cristaliza dentro y alrededor del sistema de poros de una matriz removible. La matriz se puede remover mediante hidrogenación por combustión, disolución selectiva y evaporación.
Las zeolitas mesoporosas poseen un gran potencial en procesos de difusión limitada. Además, adaptando la disposición tortuosa de los poros, la limitación de la difusión sería todavía menos pronunciada. El factor de disposición tortuosa [J. Kärger, D. M. Ruthven, Diffusion in zeolites and other microporous solids, (John Wiley & Sons, Nueva York, (1992), página 342) se expresa de la siguiente manera:
D = \varepsilon_{p}D_{p}/\tau,
donde
D
= Capacidad de difusión
\varepsilon_{p}
= Porosidad
D_{p}
= Capacidad de difusión para un canal recto del mismo diámetro
\tau
= Factor de la disposición tortuosa.
Los factores típicos de la disposición tortuosa para poros creados por aglomeración de partículas primarias son 3 - 5, lo que significa que la difusión en un canal recto ideal de diámetro similar es 3 - 5 veces mayor. Esto ilustra las ventajas de tener mesoporos intracristalinos rectos en comparación con mesoporos tortuosos con diámetro similar. Los sitios activos disponibles para la reacción catalítica son, por lo tanto, más fácilmente accesibles en un cristal de mesoporos con poros rectos, que en un cristal con poros tortuosos.
Se pueden utilizar fibras de carbono para producir un sistema de poros de canales rectos, y aplicando, por ejemplo, nanotubos de carbono como una plantilla de mesoporos, es decir, cristalizando la zeolita alrededor de los mesoporos, se pueden obtener zeolitas con sistemas de mesoporos intracristalinos con canales o poros rectos.
Un alto grado de control sobre el diámetro de los nanotubos de carbono mejora el control de las características de los mesoporos de la zeolita resultante. Los nanotubos de carbono son materiales de plantilla potencialmente económicos con bajas concentraciones de impurezas.
Se pueden obtener plantillas de mesoporos que dan como resultado mesoporos rectos utilizando las siguientes plantillas:
-
nanotubos de carbono de pared individual,
-
nanotubos de carbono de paredes múltiples.
-
obleas de carbono,
-
mezclas de estos materiales.
Otros materiales de forma tubular con diámetros entre 2 nm y 50 nm y una relación de dimensiones de longitud a diámetro mayor que 5 se pueden utilizar también como plantillas para mesoporos rectos.
Los ejemplos siguientes describen experimentos, en los que cristales individuales de zeolita con mesoporos rectos y, por lo tanto, materiales catalíticos son sintetizados utilizando diferentes materiales de plantilla. También se proporcionan ejemplos de la modificación post-síntesis de las zeolitas de mesoporos, que dan como resultado materiales catalíticos activados. Estas modificaciones son ejemplificadas por desaluminación y tratamiento de intercambio de cationes.
Las zeolitas de mesoporos ejemplificadas son preparadas por impregnación secuencial de nanotubos u obleas de carbono. Los nanotubos de carbono tienen un diámetro medio de 12 nm, estando constituidos los nanotubos de paredes múltiples de 6 a 8 capas de grafeno. Típicamente, los nanotubos tienen varios micrómetros de longitud. Durante el crecimiento de un cristal individual de zeolita alrededor de los nanotubos de carbono, es esencial que la nucleación de la zeolita tenga lugar exclusivamente entre los nanotubos de carbono. La nucleación entre los nanotubos no ocurrirá si los nanotubos están revestidos simplemente por inmersión con un gel de síntesis de zeolita. Por lo tanto, la zeolita es sintetizada en el hueco entre los nanotubos por impregnación secuencial de los componentes individuales del gel de síntesis.
La desaluminación de las zeolitas se obtiene generalmente por medio de la eliminación selectiva de elementos M^{3+} del armazón o estructura cristalina de la zeolita, y se obtiene típicamente a través de las eliminaciones de iones de Al^{3+}. La relación entre Si y Al en la zeolita es importante para su capacidad catalítica, capacidad de absorción y capacidad de intercambio de iones, y el control de esta relación es, por lo tanto, esencial para las propiedades catalíticas de una zeolita. Los agentes de desaluminación incluyen ácidos minerales y polivalentes y agentes quelatantes.
El intercambio de cationes de las zeolitas se obtiene generalmente poniendo en contacto la zeolita con una solución acuosa del agente de intercambio de cationes, típicamente un agente que contiene amonio, en condiciones suficientes para intercambiar los cationes en la zeolita.
Tanto la desaluminación como también el intercambio de cationes se pueden realizar simultáneamente por el uso de soluciones acuosas de los agentes mencionados anteriormente en condiciones suaves.
El tratamiento de modificación post-síntesis se ilustra utilizando los métodos siguientes:
Métodos de desaluminación
- ruta quelatante utilizando un compuesto de oxalato
- desaluminación ácida con HCl o HNO_{3}.
Métodos de intercambio de cationes
- solución de acetato de amonio
- solución de cloruro de amonio
Métodos combinados
- Soluciones de ácido oxálico - ácido oxálico / oxalato de amonio.
Las abreviaturas de algunos de los componentes químicos utilizados son las siguientes:
TPAOH - hidróxido de tetrapropilamonio
TEOS - tetraetilortosilicatos
TPA_{2}O - óxido de tetrapropilamonio
EtOH - etanol
TEAOH - hidróxido de tetraetilamonio
Métodos de caracterización
La caracterización meso y macroporosa antes y después de la desaluminación se obtuvo utilizando porosimetría de intrusión Hg. La cristalinidad y la morfología de los cristales se obtuvieron utilizando difracción de polvo de rayos X (XRPD) y microscopio electrónico de transmisión (TEM), respectivamente.
Los nanotubos de carbono (CNTs) fueron suministrados Pore Hyperion Catalysis International, y las perlas de negro de carbón 2000 fueron suministradas por Carbot Corp.
Ejemplo 1
(Ejemplo comparativo)
Síntesis de zeolita mesoporosa que tiene poros tortuosos
En una forma de realización específica de la invención, se impregnaron 15 g de perlas de negro de carbón 2000 aproximadamente hasta un exceso del 30% en comparación con la humedad incipiente con una solución clara de TPAOH, hidróxido de sodio, aluminato de sodio (que corresponde aproximadamente a 50% de zeolita), agua y etanol. Después de la evaporación del etanol, se impregnaron las partículas de carbono con 18,3 g de TEOS, que corresponde a 30% de exceso del volumen de etanol evaporado. La composición del gel de síntesis sobre una base molar era:
1 \ Al_{2}O_{3} : 20 \ TPA_{2}O : 1 \ Na_{2}O : 100 \ SiO_{2} : 200 \ H_{2}O \ 200 \ EtOH
Después del envejecimiento durante 3 horas a temperatura ambiente, se introduce el negro de carbón impregnado en un autoclave de acero inoxidable y se calentó a 180ºC durante 72 horas. Después de la refrigeración del autoclave a temperatura ambiente, el producto fue suspendido en agua, filtrado por aspiración, resuspendido en agua y filtrado de nuevo. Este procedimiento se repitió cuatro veces. Finalmente, el producto fue secado a 110º durante 10 horas. La matriz de negro de carbón fue retirada por combustión en un horno de mufla a 5501C durante 8 horas. Las micrografías de electrones de transmisión de la zeolita resultante se muestran en la figura 1.
Ejemplo 2 Síntesis de silicalita-1 mesoporosa que tiene poros rectos
2 g de nanotubos de carbono (pre-secados durante la noche a 130º) en un vaso de precipitación fueron impregnados con 4 g de TEOS por adición por goteo. La muestra fue colocada posteriormente en un secador sobre una solución de amonio acuoso al 25% en peso durante 10 horas, permitiendo que TEOS se hidrolizase. Luego se añadieron 1,35 g de H_{2}O, y después de la digestión durante 3 horas, se añadió por goteo una solución clara premezclada que comprendía 4,0 g de TPAOH al 40% en peso, 0,5 g de H_{2}O, y 1,0 g EtOH sin exceder el volumen de los poros. El gel resultante tenía la composición molar:
20 \ TPA_{2}O : 100 \ SiO_{2} : 1230 \ H_{2}O
La muestra fue envejecida durante 10 horas a temperatura ambiente. La muestra fue transferida entonces a una copa de porcelana en autoclave, que había sido cargada con agua suficiente para crear una atmósfera de vapor saturado en las condiciones de cristalización hidrotérmicas. El autoclave fue calentado a 175ºC y fue mantenido a esta temperatura durante 24 horas. La muestra refrigerada fue lavada con agua destilada, filtrada en un filtro Büchner y secada a 110ºC. Posteriormente, la matriz fue retirada por calentamiento (calcinación) de la muestra a 600ºC a 2ºC/min. y fue mantenida a esta temperatura durante 11 horas.
La caracterización de XRPD verificó la presencia de un material de tipo MFI cristalino, y en la figura 2 se muestra un TEM de los cristales de zeolita resultantes. En esta figura, los cristales de zeolita se pueden reconocer como elementos oscuros con puntos más brillantes y canales sobre ellos. Estos canales rectos, creados por la retirada de la matriz, reflejan el tamaño del nanotubo de carbono.
La difracción electrónica verificó que los mesoporos no eran un resultado de la aglomeración de cristales pequeños, sino más bien mesoporos intracristalinos, es decir, que cada uno de los dominios de tamaño de micrómetros son cristales individuales. Los cristales individuales creados en el ejemplo 2 eran típicamente del tamaño 0,5 x 0,5 x
0,7 \mum^{3}.
Ejemplo 3 Síntesis de ZSM5 mesoporosa con poros rectos
2 g de nanotubos de carbono (pre-secados durante la noche a 130ºC) en un vaso de precipitación fueron impregnados con 4 g de TEOS mediante adición por goteo. La muestra fue colocada posteriormente en un secador sobre una solución de amonio acuoso al 25% en peso durante 10 horas, permitiendo que EOS se hidrolizase. Luego se añadieron 1,35 g de H_{2}O, y después de la digestión durante 3 horas, se añadió por goteo una solución clara premezclada que comprendía 4,0 g de TPAOH al 40% en peso, 0,036 g de aluminato de sodio (es decir, NaAlO_{2} que contiene Al_{2}O_{3} al 54% y Na_{2}O al 41%) 0,5 g de H_{2}O, y 1,0 g EtOH sin exceder el volumen de los poros. El gel resultante tenía la composición molar:
1 \ Al_{2}O_{3} : 20 \ TPA_{2}O : 1.25 \ Na_{2}O : 100 \ SiO_{2} : 1230 \ H_{2}O
La muestra fue envejecida durante 10 horas a temperatura ambiente y después fue transferida entonces a una copa de porcelana en autoclave, que había sido cargada con agua suficiente para crear una atmósfera de vapor saturado en las condiciones de cristalización hidrotérmicas. El autoclave fue calentado a 175ºC y fue mantenido a esta temperatura durante 72 horas. La muestra refrigerada fue lavada con agua destilada, filtrada en un filtro Büchner y secada a 110ºC. Posteriormente, la matriz fue retirada por calentamiento de la muestra a 600ºC a 2ºC/min. y fue mantenida a esta temperatura durante 11 horas.
Las características de este material eran similares a la silicalita-1 mesoporosa obtenida en el ejemplo 2, excepto el contenido de aluminio incorporado en el armazón, que se conoce que se introduce una capacidad de intercambio de iones y acidez potencial.
Ejemplo 4 Síntesis de una beta zeolita mesoporosa con canales de poros rectos
2 g de nanotubos de carbono presecados a 130ºC durante 4 horas fueron impregnados con una mezcla clara de 2,6 g de TEOS y 0,5 g de etano como se describe en el ejemplo 2. La muestra fue envejecida durante la noche en un secador sobre una solución de amonio acuoso al 25% en peso permitiendo que TEOS se hidrolizase. Se añadió posteriormente una solución clara premezclada que comprende 3,2 g de TEAOH al 30% en peso y 0,088 g de NaAlO_{2} a la muestra por impregnación. La composición de gel final sobre una base molar era:
1,6 \ Al_{2}O_{3} : 15.7 \ TPA_{2}O : 2.3 \ Na_{2}O : 50 \ SiO_{2} : 510 \ H_{2}O
Después del envejecimiento durante 3 horas a temperatura ambiente, los nanotubos de carbono impregnados fueron transferidos a un autoclave de acero inoxidable que contenía agua suficiente para producir vapor saturado y fueron calentados a 140ºC durante 5 días. Después del enfriamiento rápido, el producto fue resuspendido en agua y posteriormente fue filtrado por aspiración. Este procedimiento se repitió cuatro veces. Finalmente, la matriz de nanotubos de carbono fue retirada por calcinación a 600ºC durante 11 horas.
La figura 3 muestra un TEM de silicalita-1 mesoporosa con plantilla de nanotubos de carbono. Los flecos de látex de la zeolita cristalina observada se extendían a través de todo el cristal, demostrando que se consigue una alta cristalinidad, y los mesoporos de los nanotubos de carbono se observan como puntos brillantes dentro de los cristales de zeolita.
Ejemplo 5 Síntesis de ZSM5 mesoporosa con poros rectos
Se impregnaron obleas de carbono (carbono filamentoso sólido con un diámetro típico de aproximadamente 20 nm y de una longitud mayor que 5 \mum), 2,5 g (pre-secados durante la noche a 130ºC) en un vaso de precipitación con 4 g de TEOS por adición por cuentagotas. La muestra fue colocada a continuación en un secador sobre una solución de amonio acuoso al 25% en peso durante 10 horas permitiendo que el TEOS se hidrolizase. Luego se añadieron 1,35 g de H_{2}O y después de la digestión durante 3 horas, se añadió una solución clara premezclada que comprendía 4,0 g de TPAH al 40% en peso, 0,036 g de aluminato de sodio (es decir, NaAlO2, que consta de Al_{2}O_{3} al 54% en peso, y Na_{2}O al 41% en peso), 0,5 g de H_{2}O y 1,0 g de etanol (EtOH) por goteo sin exceder el volumen de los poros.
El gel resultante tenía la composición molar:
1 \ Al_{2}O_{3} : 20 \ TPA_{2}O : 1.25 \ Na_{2}O : 100 \ SiO_{2} : 1230 \ H_{2}O
La muestra fue envejecida durante 10 horas a temperatura ambiente y luego fue transferida a una copa de porcelana en autoclave, que había sido cargado con agua suficiente para crear una atmósfera de vapor saturado en las condiciones de cristalización hidrotérmica. El autoclave fue calentado a 175ºC y mantenido a esta temperatura durante 72 horas. La muestra refrigerada fue lavada con agua destilada, filtrada sobre un filtro Büchner y secada a 110ºC. Posteriormente, la matriz fue retirada por calentamiento de la muestra a 600ºC a 2ºC/min. y mantenida a esta temperatura durante 11 horas.
Las características de este material eran similares a la ZSM5 mesoporosa obtenida en el ejemplo 3, excepto una morfología de mesoporos intercristalina media diferente, es decir, diámetro y conectividad, consistentes con las diferencias de los materiales de plantillas fibrosas.
Ejemplo 6 Desaluminación de ZSM5 mesoporosa por solución de ácido oxálico
5 g de zeolita ZSM5 del ejemplo 3.
200 ml de solución 2 M de ácido oxálico (50,4 g de ácido oxálico, H_{2}O hasta 200 ml).
1.
La suspensión agitada fue sometida a reflujo durante 1 hora a 65ºC.
2.
Luego la suspensión fue filtrada y lavada 3 veces con agua destilada.
3.
Secada a 120-150ºC durante 4 horas.
4.
Calcinada a 600ºC durante 4 horas en aire.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 7 Desaluminación de ZDM5 mesoporosa por solución de ácido nítrico
5 g de zeolita ZSM5 del ejemplo 3.
200 ml de solución 2 M de ácido HNO_{3}.
1.
La suspensión agitada fue sometida a reflujo durante 5 horas a 50ºC.
2.
Luego la suspensión fue filtrada y lavada 3 veces con agua destilada.
3.
Secada a 120-150ºC durante 4 horas.
4.
Calcinada a 600ºC durante 4 horas en aire.
Ejemplo 8 A. Desaluminación de zeolita Beta mesoporosa por solución de ácido oxálico
5 g de zeolita Beta del ejemplo 4.
200 ml de solución 2 M de ácido oxálico (50,4 g de ácido oxálico, H_{2}O hasta 200 ml).
1.
La suspensión agitada fue sometida a reflujo durante 1 hora a 65ºC.
2.
Luego la suspensión fue filtrada y lavada 3 veces con agua destilada.
3.
Secada a 120-150ºC durante 4 horas.
4.
Calcinada a 600ºC durante 4 horas en aire.
B. Desaluminación e intercambio de cationes simultáneo de zeolita Beta mesoporosa por soluciones de oxalato
5 g de zeolita Beta del ejemplo 4.
200 ml de solución 2 M de ácido oxálico (50,4 g de ácido oxálico, H_{2}O hasta 200 ml).
1.
La suspensión agitada fue sometida a reflujo durante 1 hora a 65ºC.
2.
Luego la suspensión fue filtrada.
3.
Luego el producto filtrado fue resuspendido en una solución tampón de 1 M ácido oxálico / 0,5 M oxalato de amonio.
4.
La suspensión agitada fue sometida a reflujo durante 1 hora a 65ºC.
5.
Luego la suspensión fue filtrada y lavada 3 veces con agua destilada.
6.
Secada a 120-150ºC durante 4 horas.
7.
Calcinada a 600ºC durante 4 horas en aire.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 9 A. Desaluminación de zeolita Beta mesoporosa por solución de ácido nítrico
5 g de zeolita Beta del ejemplo 4.
200 ml de solución 2 M de ácido HNO_{3}.
1.
La suspensión agitada fue sometida a reflujo durante 5 horas a 50ºC.
2.
Luego la suspensión fue filtrada y lavada 3 veces con agua destilada.
3.
Secada a 120-150ºC durante 4 horas.
4.
Calcinada a 600ºC durante 4 horas en aire.
B. Intercambio de cationes de zeolita Beta mesoporosa con solución de acetato de amonio
5 g de zeolita Beta del ejemplo 4.
200 ml de solución 1M NH_{4}CH_{3}COO.
5.
La suspensión agitada fue sometida a reflujo durante 5 hora a 50ºC.
6.
Luego la suspensión fue filtrada y lavada 3 veces con agua destilada.
7.
Secada a 120-150ºC durante 4 horas.
8.
Calcinada a 600ºC durante 4 horas en aire.
Las relaciones Si/Al y el porcentaje de aluminio obtenido a partir del análisis químico en ZSM-5 mesoporosa y Zeolita Beta mesoporosa antes y después de los ensayos de desaluminación anteriores se indican en la Tabla 1 siguiente.
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 1 Relación Si/Al y porcentaje de aluminio antes y después de la desaluminación
Zeolita Zsm-5 Beta
Padre 41 (1,008%) 14 (2,855%)
Desaluminada con HNO_{3} 66 (0,676%) 45 (0,975%)
Desaluminada con ácido oxálico 68 (0,646%) 53 (0,826%) 
\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados de los experimentos de la desaluminación y del volumen de poros muestran que la morfología y la cristalinidad de las zeolitas mesoporosas con poros rectos se mantienen a pesar de la modificación post-síntesis que incluye la retirada de la matriz de nanotubos de carbono, la desaluminación y el intercambio de iones de la zeolita.

Claims (7)

1. Método de preparación de cristales individuales de zeolita con mesoporos rectos aplicando un gel de síntesis con composición de precursor de zeolita dentro del sistema de poros y sobre la superficie de una plantilla de material de matriz de partículas de carbono, que comprende las etapas de:
proporcionar un material de plantilla con un diámetro de 2 a 50 nanómetros y una relación de dimensiones de longitud a diámetro de al menos 5,
aplicar el precursor de zeolita a la superficie del material de plantilla utilizando impregnación secuencial,
someter la composición de precursor a condiciones de cristalización, y
aislar los cristales de zeolita individuales porosos con mesoporos rectos retirando el material de plantilla de la matriz.
2. El método de la reivindicación 1, en el que el material de plantilla está constituido por nanotubos de carbono.
3. El método de las reivindicaciones 1 y 2, en el que el material de la matriz de la plantilla se retira de los cristales de zeolita por combustión, hidrogenación, disolución selectiva y/o evaporación.
4. Cristales individuales de zeolita con mesoporos rectos preparados de acuerdo con el método de las reivindicaciones 1 a 3.
5. Material catalítico que comprende cristales individuales de zeolita con mesoporos rectos preparados de acuerdo con el método de las reivindicaciones 1 a 3.
6. Material catalítico activado que comprende cristales individuales de zeolita con mesoporos rectos preparados de acuerdo con el método de las reivindicaciones 1 y 2, en el que los cristales individuales de zeolita están sometidos a desaluminación.
7. Material catalítico activado que comprende cristales individuales de zeolita con mesoporos rectos preparados de acuerdo con el método de las reivindicaciones 1 y 2, en el que los cristales individuales de zeolita están sometidos a intercambio de iones.
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