Modelado y simulación de procesos de adsorción en arcillas con pilares intercalados

12:00 Salón de Actos

Wednesday, June 12th 2013

 Modelado y simulación de procesos de adsorción en arcillas con pilares intercalados

Las arcillas con pilares intercalados (pillared interlayered clays, PILCs) son materiales microporosos con intresantes propiedades adsorbentes y catalíticas. Estas características  hacen que las arcillas con pilares posean un considerable interés tecnológico,  pudiendo ser utilizadas en procesos catalíticos, métodos adsorción selectiva y almacenamiento de gases.

Las PILCs son sintetizadas a partir de arcillas esmectitas caracterizadas por su estructutra laminar. Estas arcillas son sometidas a un proceso de pilarización en el que se insertan y fijan en el espacio interlaminar ciertas especies químicas (pilares) para conseguir sepraciones uniformes.
Como resultado se obtinen un material con una estructura microporosa estable caracterizada por la uniformidad de la separación de las láminas de arcilla y por el desorden con el que están distribuidos los pilares.

A diferencia  de otros materiales microporosos como las zeolitas las propiedades estructurales de las PILCs no pueden ser totalmente determinadas a partir de técnicas de difracción (con rayos X o neutrones),  únicamente se puede obtener la distancia interlaminar de arcillas. Por tanto para completar la caracterización de la estructura microporosa de  las PILCs es necesario llevar a cabo estudios de adsorción utilizando diferentes moléculas sonda.

En este trabajo de modelado y simulación se han estudiado dos familias de PILCs con pilares de óxido de zirconio procedentes de las arcillas Wyoming y Porto Santo. Dichas muestras fueron sintetizadas y caracterizadas por los grupos experimentales de adsorción del Instituto de Química-Física Rocasolano y del departamento de Química y Bioquímica de la Universidad de Lisboa.

En el seminario se presentará el modelo utilizado para describir el sistema microporoso.  Mostraremos que las simulaciones son herraminentas útiles para el análisis e interpretación de los resultados de los experimentos adsorción.  Además, veremos que  por medio de  las simulaciones se puede conseguir información acerca del volumen accesible, colocación y densidad de empaquetamiento de las moléculas sonda dentro de las cavidades microporosas.