SSZ-13

SSZ-13 (código de tipo de estructura CHA) es una zeolita de aluminosilicato con alto contenido de sílice que posee microporos de 0,38 × 0,38 nm. ^{[ 1 ]} Pertenece a la familia de zeolitas ABC-6, así como a la offretita , la cancrinita , la erionita y otras zeolitas de poro pequeño relacionadas. ^{[ 2 ]} La topología de la estructura es la misma que la de la chabazita , pero SSZ-13 tiene una composición de sílice alta con Si/Al > 5, lo que conduce a una baja capacidad de intercambio catiónico. La fórmula química típica de la celda unitaria se puede describir como Q _x Na _y Al _2,4 Si _33,6 O ₇₂ • z H ₂ O (1,4 < x <27)(0,7 < y < 4,3)(1 < z <7), donde Q es N , N , N -1-trimetiladamantamonio. ^{[ 1 ]} El material fue patentado por Chevron Research Company en 1985, ^{[ 3 ]} y podría utilizarse potencialmente como catalizador sólido para el proceso de metanol a olefinas (MTO) y la reducción catalítica selectiva (SCR) de NOx. 

SSZ-13 corresponde a una sustitución isomorfa de un átomo de aluminio por un átomo de silicio en el mineral natural chabazita. Aunque la chabazita existe como cristal gemelo , ^{[ 4 ]} SSZ-13 es exclusivamente monocristalina. Generalmente, las zeolitas que corresponden a la sustitución isomorfa de la chabazita se denominan colectivamente zeolitas de tipo CHA . Las constantes de red varían según la relación Si/Al y el tipo de metal presente, pero la simetría del cristal permanece prácticamente invariable.

La estructura CHA, representada por la conexión de átomos de Si o Al, se muestra en la figura de la derecha ^{[ 1 ]} y consta únicamente de anillos de 4, 6 y 8 miembros, sin anillos de 5 miembros como los que se encuentran en ZSM-5 y mordenita . ^{[ 1 ]} También se caracteriza por una estructura de doble anillo de seis miembros (D6R) que consta de dos anillos de seis miembros y seis anillos de cuatro miembros. ^{[ 1 ]}

El tamaño de poro de la zeolita es de 0,38  nm cuando el tamaño de los átomos de oxígeno se estima a partir del radio iónico (0,135  nm), ^{[ 1 ]} clasificándola como una zeolita de poro pequeño. Puede adsorber moléculas de gas pequeñas, pero las moléculas orgánicas grandes no pueden entrar en los poros.

Otro reemplazo isotípico conocido de la riolita es SAPO-34, un silicoaluminofosfato . ^{[ 5 ]}

El SSZ-13 se puede sintetizar utilizando el siguiente método. ^{[ 6 ]} El material se prepara a partir de la siguiente composición de lote:

10 Na ₂ O  : 2,5 Al ₂ O ₃  : 100 SiO ₂  : 4400 H ₂ O  : 20 TMAdOH.

Se mezclan 2 g de NaOH 1N , 2,78 g de hidróxido de N,N,N-1-trimetiladamantamonio (TMAdOH) 0,72 M _y 3,22 g de agua desionizada . Se añaden 0,1 g de Al₂O₃ a la solución y se mezclan con 0,6 g de _sílice pirogénica . El gel viscoso resultante se deja reposar durante dos horas y se calienta durante 4 días a 160 °C en un autoclave de acero revestido de teflón . El producto cristalizado se puede recuperar por filtración. 

El SSZ-13 de tamaño submicrométrico se puede preparar en 6 horas mediante un método de cristalización rápida asistida por vapor utilizando ortosilicato de tetraetilo (TEOS) como fuente de sílice. ^{[ 7 ]}

SSZ-13 es una zeolita de alto contenido en sílice con topología CHA . Los materiales con esta topología son de interés industrial como catalizadores potenciales para su aplicación en la reacción de metanol a olefinas (MTO).

Recientemente, el SSZ-13 ha llamado la atención como catalizador para la reducción catalítica selectiva (SCR) de NOx. ^{[ 8 ]} De hecho, el SSZ-13 cargado con cobre se aplica industrialmente para el control de emisiones de motores diésel.

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