Obtaining zeolites from natural materials of volcanic origin for application in catalytic pyrolysis for the sustainable chemical recycling of polymers - Valencia Huaman, Angel Gabriel (2024)
La presente investigación estudia el uso de tres precursores naturales de origen volcánico (puzolana, ignimbrita y piedra pómez) en la síntesis de zeolitas de bajo coste y respetuosas con el medio ambiente. Las zeolitas desarrolladas se evaluaron como catalizadores sostenibles para el proceso de pirólisis catalítica en el reciclado químico del polipropileno. A partir de cada precursor se sintetizó una zeolita. El tratamiento hidrotermal se realizó con NaOH (3M) a 160 °C durante 72 h y se añadió NH4Cl (1M) para convertirla en forma protónica. Las zeolitas sintetizadas se caracterizaron por FTIR, DRX, SEM y BET. La evaluación de la capacidad catalítica de las zeolitas obtenidas se llevó a cabo con polipropileno mezclado con un catalizador de 4, 6 y 8 % en peso en un crisol cerámico. La pirólisis se realizó siempre a 450 °C y durante 30 min en un horno tubular con un flujo continuo de 250 L.min-1 de nitrógeno gaseoso. Los gases generados se captaron en el sistema de refrigeración. Las zeolitas caracterizadas muestran un parecido con la zeolita comercial ZSM-5, especialmente para las zeolitas ignimbrita y puzolana. Asimismo, en la pirólisis se obtuvieron productos líquidos, gases y ceras. Al aumentar la cantidad de catalizador (del 4 al 8%), también se incrementó el rendimiento de los productos líquidos-gas deseados. Las zeolitas sintetizadas mostraron características pirolíticas similares a las del ZSM-5, aunque no alcanzaron la misma eficiencia pirolítica. Las zeolitas mejoraron los productos de pirólisis, especialmente a 8 % en peso, en comparación con la pirólisis térmica. Este estudio destaca el potencial de los catalizadores de zeolita desarrollados para convertir eficientemente el PP en valiosas olefinas ligeras, avanzando en las tecnologías sostenibles de reciclaje de poliolefinas.