Aplicación de bentonitas en catálisis heterogénea y en la industria de detergentes

Abstract

La arcilla es una roca sedimentaria, encontrada por lo general en yacimientos explotados a cielo abierto. Se forma a partir de la erosión de otras rocas, que la mayoría de las veces, es el granito. El mineral fundamental de la arcilla es regularmente el silicato de aluminio hidratado, el cual es también uno de los componentes celulares más importantes, y le otorga su elasticidad y plasticidad. Asimismo, encontramos en ella otros silicatos como feldespato, micas, talco, clorita, caolinita, montmorillonita, angita, anfibol, olivino. No obstante, algunas contienen otros elementos. Una bentonita es una roca compuesta esencialmente por minerales del grupo de las esmectitas, independientemente de cualquier connotación genética. El principal uso de estos materiales arcillosos se da en el campo de la cerámica de construcción (tejas, ladrillos, tubos, baldosas), alfarería tradicional, lozas, azulejos y gres. Uso al que se destinan desde los comienzos de la humanidad. El uso de aluminosilicatos en diferentes campos de la catálisis es tan antiguo como el propio concepto de catálisis. Son muchas las aplicaciones de las arcillas como catalizadores o soporte de catalizadores en diferentes procesos químicos. Así, son utilizadas en reacciones de desulfuración de gasolina, isomerización de terpenos, polimerización de olefinas, cracking de petróleo. Las propiedades catalíticas de las bentonitas son resultado directo de su elevada superficie específica y tipo de centros activos. La pilarización consiste en introducir, en el espacio interlaminar de una esmectita, un policatión muy voluminoso que, tras calcinación, da lugar a un oxido estable que determina una porosidad fija y permanente de tamafio controlado (tamices moleculares). En este trabajo se hace un resumen de los principales métodos de preparación de los catalizadores basados en arcillas y bentonitas. Su uso como soporte también es un punto importante de mencionar. En diversos procesos catalíticos heterogéneos de reducción y oxidación, la bentonita surge como una alternativa de aplicación como soporte y componente activo debido a su gran área superficial y a que son químicamente bastante puros. Su estabilidad térmica y propiedades texturales y estructurales pueden modificarse cuando se someten a sencillos tratamientos químicos, el silicio o aluminio metales centrales de su estructura pueden modificarse con otros metales, confiriéndoles nuevas propiedades como la mejora para el proceso de oxidación en la eliminación de fenol. Se comparan las propiedades texturales de estos materiales con el de las arcilllas, se resumen algunas propiedades fisicoquímicas de las bentonitas y se presenta una breve revisión bibliográfica de la aplicación de las bentonitas como catalizador. En este trabajo se muestra como ejemplo de aplicación catalítica de las bentonitas, la hidrogenación de crotonaldehido usando catalizador de Rh soportado en bentonita y diversas reacciones de combustión aplicados en la eliminación de contaminantes volátiles en efluentes gaseosos. Este trabajo monográfico se concentra en introducir la aplicación de bentonitas como material catalítico en diversas reacciones de interés industrial (combustión, hidrogenación) así como se enfatiza sus propiedades como detergentes y su alta capacidad de intercambio catiónico considerando su uso como material adsorbente a la arcilla del tipo montmorillonita, previa purificación y modificación estructural a través de un tratamiento termoácido (evaluado mediante una caracterización fisico-química).