Cinza de carvão é tão somente o resíduo sólido industrial de maior geração no sul do Brasil: cerca de 1,7 milhões de t/ano, sendo que menos de 30% deste total são reutilizadas, principalmente pelo setor de construção civil. Nesta tese foi estudado o processo hidrotérmico em meio alcalino para a síntese de zeólitas utilizando cinzas de carvão como matéria-prima. As variáveis estudadas foram: tipo e composição das cinzas de carvão (dezessete tipos), tipo e concentração do meio reacional alcalino (NaOH e KOH 2, 3,5 e 5 mol/L) e , temperatura de reação e conseqüentemente da pressão (60, 100 e 150oC para NaOH e 100, 150 e 200oC para KOH), tempo de reação e relação solução alcalina/cinzas de carvão (ou concentração inicial de cinzas em solução). Foram gerados sete tipos diferentes de zeólitas quando o meio reacional era o NaOH: zeólitas A, P, X, sodalita, cancrinita, noselita e chabazita, já quando o meio reacional foi o KOH foram gerados quatro tipos de zeólitas: zeólitas F, L, W e chabazita. A partir do estudo amplo, que também contou com uma etapa de otimização, foram escolhidos dois produtos zeolíticos potássicos, para teste de uso em solos, para o cultivo de plantas, nas seguintes condições experimentais: menor temperatura possível (100oC) e no tempo mínimo (3 dias) de reação, e assim nas duas concentrações possíveis (3,5 e 5 mol/L) variando-se a relação solução/cinzas de modo a se obterem produtos diferentes e com as duas zeólitas de maior ocorrência no estudo amplo, quais sejam, zeólita W e chabazita. Assim os produtos 50K2 (zeólita W) e 35K6 (chabazita contaminada com zeólita W) foram utilizados com sucesso como fonte de K e, complementar ou total de N no cultivo de plantas de aveia Foram realizados estudos específicos para observação do efeito dos principais elementos constituintes das cinzas de carvão: Fe e Ca. O efeito do aumento da concentração do Fe não ficou perfeitamente estabelecido, porém o efeito da adição de calcário ao combustor, ou seja, do aumento da concentração de Ca, Mg e S foi perfeitamente estabelecido, sendo que para as zeólitas F e sodalita foi positivo e negativo para as zeólitas P e chabazita sódica. Metodologias de dissolução de cinzas também foram estudados: a temperatura ambiente sob agitação e por fusão prévia das cinzas com a base. Os efeitos foram muitos e dependentes da especificidade de cada caso. Quando a reação de zeolitização foi acompanhada por 24 horas, foi possível observar o inicio da cristalização das zeólitas, bem como a variação ao longo do tempo do tipo gerado e o tempo para o máximo de Si em solução.

Geólogo / En la VII Región existen antecedentes de rocas con un gran contenido de ceolitas, las cuales representan un recurso de valor económico creciente dadas sus novedosas aplicaciones tecnológicas. En el presente estudio se muestrearon 4 zonas distintas para caracterizar su geología y la presencia de estos minerales. Las zonas estarían ubicadas en la Formación Colbún, la cual consiste en una franja de orientación NS ubicada en la zona precordillerana entre los 35°-36°S, compuesta por rocas volcanoclásticas y piroclásticas de edad Miocena tardía. Las tres primeras zonas consisten en afloramientos de tobas vítreas y líticas, mientras que la cuarta zona fue un afloramiento de andesitas. Las muestras fueron analizadas petrográficamente y por medio de DRX de polvo de roca total. La mayoría de las muestras contenían alguna o varias de las siguientes especies de ceolita: clinoptilolita, mordenita y heulandita. Esto indicaría que los afloramientos estuvieron expuestos a un importante metamorfismo de muy bajo de grado de la facies de ceolita, en particular a uno de la sub-facies de clinoptilolita-mordenita en transición a analcima-heulandita. De la misma manera, es de esperar que otros depósitos cercanos de la Formación Colbún hayan estado expuestos al mismo metamorfismo y contengan una importante presencia de minerales ceolíticos.

A combustão do carvão para a produção de energia elétrica tem como consequência a geração de cinzas, que é um dos maiores resíduos gerados no Brasil, em termos de volume (4.109 dm³/ano). Visando a minimização do impacto ambiental causado pelo mau descarte das cinzas, este trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar zeólitas obtidas a partir de cinza de carvão e aplicar na agricultura como fertilizante potássico. Para isso a cinza utilizada foi obtida no combustor piloto de leito fluidizado operando com carvão da Mina do Leão/RS e empregada para sintetizar material zeolítico a partir do tratamento hidrotérmico alcalino. Foram realizados ensaios experimentais utilizando razão solução/cinzas constante em 6 L mg-1, variando a concentração de hidróxido de potássio (KOH) entre 3 e 5 M, a temperatura entre 100 e 150 ºC e o tempo de reação entre 24 e 72 h. O material sintetizado e a cinza foram caracterizados quanto a sua composição química, mineralógica, morfologia, área superficial específica e capacidade de troca catiônica. Através da caracterização foi observada a formação de duas fases zeolíticas, a chabazita-K e a merlinoíta. A partir da caracterização do material, foi escolhido um dos produtos zeolíticos obtidos para aplicação em solo, como fertilizante de potássio para o cultivo de trigo (Triticum aestivum L.). A condição experimental escolhida foi de 5 M a concentração da solução de KOH, temperatura de 150 ºC e tempo de reação de 24 h. Nesta condição obteve-se apenas uma fase zeolítica identificada, a zeólita merlinoíta, com uma área superficial de 23,37 m² g e uma capacidade de troca catiônica (CTC) de 2,62 meq g 1. Para fins de comparação foi utilizado o fertilizante comercial, cloreto de potássio (KCl), que contém em torno de 60 % de K2O. Foram realizados 35 ensaios experimentais em casa de vegetação da EMBRAPA, utilizando 7 tratamentos (3 doses diferentes de KCl e zeólita 50, 100 e 150 % da dose máxima recomendada e o solo não tratado (testemunha)) em 5 blocos aleatórios. Os experimentos na casa de vegetação foram concluídos com 59 dias de cultivo de trigo e submetidos às análises como determinação da produção de matéria seca da parte aérea e raízes das plantas e análise química do solo e tecido foliar. Verificou-se que a zeólita merlinoíta obtida a partir da cinza de carvão pode ser utilizada como fertilizante, pois teve um desempenho similar ao KCl no crescimento do trigo, não inibindo seu crescimento. Utilizando o tratamento com zeólita 100 % a produção de matéria seca da parte aérea foi de 1,07 ± 0,09 g e raízes 1,6 ± 0,23 g e na análise do tecido foliar teve uma absorção de 3,39 ± 0,31. / Coal combustion for electricity production results in the generation of ash, which is one of the main waste generated in Brazil in terms of volume. Intending the minimization of the environmental impact caused by poor disposal of ashes, this study aimed to synthesize and characterize zeolites obtained from coal ash and apply in agriculture as potassium fertilizer. For this purpose, coal fly ash was obtained from a fluidized bed pilot combustor operating with coal from Mina do Leão/RS and used to synthesize zeolitic material through the alkaline hydrothermal treatment. Experimental tests were performed using the ratio volume of solution/mass of coal fly ash constant at 6 mL mg -1, varying the concentration of potassium hydroxide (KOH) between 3 and 5 M, temperature between 100 and 150 °C and reaction time between 24 and 72 h. The synthesized and coal fly ash material was characterized by their chemical composition, mineralogy, morphology, specific surface area and cation exchange capacity. With the characterization, it was observed the formation of two phases zeolite K-chabazite and merlinoite. By the characterization of the material, it was chosen one of the zeolitic products obtained for application to soil as a potassium fertilizer for the cultivation of wheat (Triticum aestivum L.). The chosen experimental condition was 5 M KOH solution, temperature of 150 °C and 24 h time of reaction. At this condition, only one zeolitic phase was identified, zeolite merlinoite, with a surface area of 23.37 m² g a cation exchange capacity (CEC) of 2.62 meq g-1. For purposes of comparison, the tests in the soil were performed using also a commercial fertilizer, potassium chloride (KCl), containing about 60 % of K2O. A total of 35 experimental trials were carried out in a greenhouse at EMBRAPA, using 7 treatments in 5 random blocks: 50, 100 and 150 % of the maximum recommended dose for KCl and for zeolite and untreated soil (witness). The experiments in the greenhouse were concluded with 59 days of wheat cultivation. The plants were submitted to analysis for dry matter in aerial parts and roots determination. Likewise, soil and foliar tissue were submitted to chemical analysis. It was found that the zeolite Merlinoite obtained from the coal fly ash can be used as a fertilizer because it had a similar performance to KCl in the wheat growth. The treatment with 100% zeolite presented a dry matter production of 1.07 ± 0.09 g for aerial parts and 1.6 ± 0.23 g for roots. Also, the leaf tissue analysis showed a potassium absorption of 3.39 ± 0.31 % m/m in this treatment.

Cinza de carvão é tão somente o resíduo sólido industrial de maior geração no sul do Brasil: cerca de 1,7 milhões de t/ano, sendo que menos de 30% deste total são reutilizadas, principalmente pelo setor de construção civil. Nesta tese foi estudado o processo hidrotérmico em meio alcalino para a síntese de zeólitas utilizando cinzas de carvão como matéria-prima. As variáveis estudadas foram: tipo e composição das cinzas de carvão (dezessete tipos), tipo e concentração do meio reacional alcalino (NaOH e KOH 2, 3,5 e 5 mol/L) e , temperatura de reação e conseqüentemente da pressão (60, 100 e 150oC para NaOH e 100, 150 e 200oC para KOH), tempo de reação e relação solução alcalina/cinzas de carvão (ou concentração inicial de cinzas em solução). Foram gerados sete tipos diferentes de zeólitas quando o meio reacional era o NaOH: zeólitas A, P, X, sodalita, cancrinita, noselita e chabazita, já quando o meio reacional foi o KOH foram gerados quatro tipos de zeólitas: zeólitas F, L, W e chabazita. A partir do estudo amplo, que também contou com uma etapa de otimização, foram escolhidos dois produtos zeolíticos potássicos, para teste de uso em solos, para o cultivo de plantas, nas seguintes condições experimentais: menor temperatura possível (100oC) e no tempo mínimo (3 dias) de reação, e assim nas duas concentrações possíveis (3,5 e 5 mol/L) variando-se a relação solução/cinzas de modo a se obterem produtos diferentes e com as duas zeólitas de maior ocorrência no estudo amplo, quais sejam, zeólita W e chabazita. Assim os produtos 50K2 (zeólita W) e 35K6 (chabazita contaminada com zeólita W) foram utilizados com sucesso como fonte de K e, complementar ou total de N no cultivo de plantas de aveia Foram realizados estudos específicos para observação do efeito dos principais elementos constituintes das cinzas de carvão: Fe e Ca. O efeito do aumento da concentração do Fe não ficou perfeitamente estabelecido, porém o efeito da adição de calcário ao combustor, ou seja, do aumento da concentração de Ca, Mg e S foi perfeitamente estabelecido, sendo que para as zeólitas F e sodalita foi positivo e negativo para as zeólitas P e chabazita sódica. Metodologias de dissolução de cinzas também foram estudados: a temperatura ambiente sob agitação e por fusão prévia das cinzas com a base. Os efeitos foram muitos e dependentes da especificidade de cada caso. Quando a reação de zeolitização foi acompanhada por 24 horas, foi possível observar o inicio da cristalização das zeólitas, bem como a variação ao longo do tempo do tipo gerado e o tempo para o máximo de Si em solução.

La presente tesis doctoral va encaminada a avanzar en el conocimiento de dispositivos electroluminiscentes. La tesis consta de dos partes diferenciadas. La primera de ellas ha sido dirigida al diseño y construcción de equipos electrónicos que permitan la caracterización eléctrica y la medida de emisión de luz en dispositivos electroluminiscentes constituidos por nuevos materiales híbridos orgánicos-inorgánicos particulados de baja eficiencia de emisión. En concreto en esta primera parte de la tesis se ha construido un sistema de caracterización eléctrica que permite obtener medidas de pastillas de materiales particulados a presión, Tª y grado de humedad determinadas. Además se ha procedido a la modificación de un equipo de fluorescencia comercial para adaptarlo a medidas de películas electroluminiscentes de eficiencia inferior a 1cd/m2. Con los equipos realizados se ha procedido a la caracterización eléctrica y luminiscente de una serie de materiales híbridos particulados con el fin de entender los mecanismos de conducción de estos sistemas supramoleculares. La segunda parte de la tesis ha ido dirigida a desarrollar un modelo basado en el software de simulación SPICE que permita simular la característica de Luminosidad (L), Corriente (I), Voltaje(V) y Temperatura (Tª) de paneles OLEDs preinsdustriales de gran área enfocados a iluminación general. En la tesis se describen también los procedimientos y medidas para conseguir los valores de los parámetros de entrada a estos modelos. Con estos parámetros de entrada se simularon varios paneles preindustriales de OLEDs y se compararon con la caracterización de paneles reales con el fin de validar el modelo. A continuación se procedió a la realización de simulaciones de tipo predictivo que permitiesen mejorar la homogeneidad luminosa de este tipo de paneles al variar determinados parámetros constructivos de estos comprobándose que es posible eliminar prácticamente los efectos de la inhomogeneidad luminosa. / Fabuel Ruiz, D. (2010). Sistemas electrónicos para la caracterización de la conductividad y electroluminiscencia de materiales inorgánicos y poliméricos. Modelado de dispositivos OLEDs precomerciales [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8961 / Palancia

La síntesis de Fischer-Tropsch (SFT) es en la actualidad, la ruta más eficiente para la producción de hidrocarburos a partir de gas natural, metano o carbón. El principal interés de la SFT, es la obtención de combustible sintético (diesel y gasolina) de alta calidad y medioambientalmente limpio. Para la producción de diesel sintético se utilizan catalizadores de cobalto soportado sobre SiO2 (Co/SiO2), con una elevada selectividad a hidrocarburos pesados, pero que sin embargo son poco activos debido a la baja dispersión de la fase de cobalto activa sobre SiO2. En la presente tesis se han ensayado diversas sílices mesoporosas ordenadas (MCM-41, MCM-48, SBA-15 y Me-MCM-41), como soportes alternativos para catalizadores de cobalto de FT. La elevada área superficial de estos materiales y su estructura de canales ordenada permite dispersar el cobalto con mayor eficacia, con respecto al soporte convencional SiO2. En esta serie, el mejor resultado de actividad y selectividad a hidrocarburos pesados, se ha obtenido para el catalizador de cobalto soportado sobre SBA-15. Por ello, se ha investigado la influencia de diversos parámetros (contenido de cobalto, sal precursora de cobalto, incorporación de promotores) en las propiedades catalíticas del catalizador Co/SBA-15. Por otra parte, se ha explorado el uso de las zeolitas deslaminadas ITQ-2 e ITQ-6 (de alta área externa y estabilidad hidrotermal), como soportes para catalizadores de cobalto de FT. Estos catalizadores también resultan más activos y selectivos a hidrocarburos pesados que el catalizador de referencia (Co/SiO2). Para la obtención de gasolina sintética se utilizan catalizadores de FT basados en hierro. No obstante, debido al bajo rendimiento a la fracción gasolina obtenida directamente del proceso de FT y a la baja calidad (octano) de ésta, es necesario llevar a cabo diversos procesos (craqueo, reformado, isomerización) sobre los hidrocarburos obtenidos de la reacción de FT, para aumentar el rendimiento y la calidad (octanaje) de la fracción gasolina. Por ello, en la última parte de esta tesis, se han preparado y ensayado catalizadores híbridos que combinan un catalizador de hierro y una zeolita capaz de promover reacciones (in-situ) de craqueo y aromatización de los productos primarios de FT. El estudio de la influencia de la estructura zeolítica, indica que la combinación del catalizador de hierro de FT con la zeolita ZSM-5 permite obtener el mayor rendimiento a la fracción de gasolina, y dentro de ésta, a isoparafinas y aromáticos. El estudio del efecto de la relación Si/Al, de la presencia de promotores (Pd, Ga) o del tamaño de cristal de la zeolita, indica diversos métodos para optimizar el rendimiento del catalizador híbrido hacia los productos de interés, así como su estabilidad en el proceso catalítico. / López Cruz, C. (2004). Materiales mesoporosos y zeolitas deslaminadas como soportes para catalizadores de Fischer-Tropsch basados en Cobalto [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/131736

La presente tesis doctoral se centra en la preparación de zeolitas de poro pequeño (3.5-4 Å), en concreto, aquellas cuya estructura presenta además cavidades grandes. Este tipo de materiales ha despertado un enorme interés en los últimos años debido al potencial que presentan como catalizadores en procesos de relevancia industrial y medioambiental, tales como el proceso de transformación de metanol a olefinas (MTO) o la reducción catalítica selectiva (RCS) de NOx. Por ello, existe un interés creciente en la preparación de nuevas estructuras de poro pequeño y en la mejora de las propiedades físico-químicas o de los métodos de preparación de las zeolitas ya existentes. Esto se debe, a que en ocasiones, la aplicación industrial de estas zeolitas se ve limitada, tanto por las condiciones de síntesis, como por el coste del agente director de estructura orgánico (ADEO) empleado en la preparación. En este sentido, el desarrollo de nuevas estrategias de síntesis podría dar lugar a la obtención de algunas estructuras de poro pequeño con propiedades físico-químicas mejoradas (relación Si/Al, acidez, tamaño de cristal, entre otras), así como a una reducción en los costes de preparación eliminando el uso de ADEOs o sustituyéndolos por moléculas de menor coste. Todo ello favorecería la posible aplicación industrial de dichas zeolitas de poro pequeño. La primera parte de la tesis se centra en la optimización del proceso de síntesis de dos estructuras zeolíticas de poro pequeño, CHA y AEI, con elevado contenido en sílice y buenos rendimientos de síntesis. Para ello, se desarrolla una nueva metodología de síntesis que combina el uso de agentes directores de estructura orgánicos con el uso de una zeolita cristalina como única fuente de Si y Al. Mediante dicho procedimiento se obtienen ambas zeolitas con unas propiedades físico-químicas (tamaño de cristal y acidez) óptimas para su empleo como catalizadores del proceso MTO. En la segunda parte de la tesis se preparan diferentes zeolitas de poro pequeño (CHA, AEI, AFX y ERI) que contienen cobre o hierro como centros activos aislados. Para la introducción de especies metálicas en su interior, se emplean tanto métodos convencionales de intercambio iónico como métodos de síntesis directa, que eliminan la necesidad de tratamientos post-síntesis, además de permitir obtener una dispersión más homogénea en los cristales de la zeolita. La actividad catalítica y estabilidad hidrotermal de estas zeolitas, se evalúa para la RCS de NOx. / The present doctoral thesis focuses on the preparation of small-pore zeolites (3.5-4 Å), preferentially those also containing large cavities. This type of materials has attracted great technological interest during the last years due to their recent commercial application as catalysts in relevant industrial and environmental processes, such as the transformation of methanol into light olefins (MTO), or the selective catalytic reduction (RSC) of NOx. Therefore, there is an increasing interest in the preparation of new small pore structures and/or the improvement of the physico-chemical properties or the synthesis protocols of the zeolites currently in use. In fact, the industrial application of a particular zeolite could be limited by the high costs associated to its preparation, and in particular, to the high costs associated to the organic structure directing agent (OSDA) employed. In this sense, the discovery and development of new synthetic strategies could not only favor the crystallization of novel small-pore zeolites with improved physico-chemical properties (i.e. Si/Al ratio, crystal size, among others), but also optimizing the production costs, avoiding the use of expensive OSDAs or, at least, substituting those by less-expensive organic molecules. These features could encourage the potential commercialization of such novel small pore zeolites as competitive catalysts for relevant industrial processes. In the first part of this thesis, the synthesis protocols of two different high-silica small pore zeolites, CHA and AEI, have been intensively evaluated in order to develop a new procedure to direct the crystallization of these two zeolites with excellent solid yields. It has been found that the combination of a particular OSDA with a crystalline zeolite as the sole Si and Al sources, as FAU, allows the obtention of both zeolites with optimal physico-chemical properties (crystal size and acidity) for its application as efficient catalysts for the MTO process. In the second part of this thesis, different small-pore zeolites (CHA, AEI, AFX y ERI) containing copper or iron as isolated active catalytic sites, have been prepared. To introduce these metallic species within the zeolite crystals, either conventional ion-exchange methods or direct 'one-pot' synthetic methods have been employed. Interestingly, the use of 'one-pot' synthesis methods not only eliminates the need for post-synthetic ion-exchange treatments, but also allows obtaining better metal dispersions along the zeolite crystals. The catalytic activity and hydrothermal stability of such zeolites has been evaluated for the SCR of NOx. / Aquesta tesi doctoral es centra en la preparació de zeolites de por menut (3.5-4 Å), i en particular, aquelles amb una estructura que presenta, a més, grans cavitats. Aquest tipus de materials han despertat un gran interès als últims anys, degut al potencial que presenten com a catalitzadors eficients en processos rellevants per la indústria i el medi ambient, com son el processos de transformació de metanol a olefines (MTO) o la reducció catalítica selectiva (RCS) de NOx. Per aquest motiu, existeix un interès creixent tant en la preparació de noves estructures de por menut, com en la millora de les propietats fisico-químiques o dels mètodes de preparació de les zeolites ja existents. Aquest motiu es deu a que en ocasions, l'aplicació industrial d'aquestes zeolites, es pot veure limitada per els costs associats a la seua preparació, en particular de l'agent director d'estructura orgànic (ADEO) emprat. En aquest sentit, el desenvolupament de noves estratègies de síntesi podria donar lloc a l'obtenció d'algunes estructures de por menut amb propietats físico-químiques millorades (relació Si/Al, acidesa, tamany de cristall, entre altres), així com a una reducció dels costos de preparació, eliminant l'ús de ADEOs o substituint-los per molècules de menor cost. Tot això, podria afavorir la possible aplicació industrial d'aquestes noves zeolites de por menut. La primera part de la tesi es centra en l'optimització del procés de síntesi de dos estructures zeolítiques de por menut, CHA i AEI, amb un elevat contingut de sílice i amb bons rendiments de síntesi. Per això, s'ha desenvolupat una nova metodologia de síntesi que combina l'ús d'agents directors d'estructura orgànics (ADEO) amb una zeolita cristal¿lina com a única font de Si i Al. Mitjançant aquest procediment, s'han pogut obtenir els dos materials amb unes propietats físico-químiques (tamany de cristall i acidesa) òptimes per al seu ús com a catalitzadors en el procés MTO. En la segona part de la tesi s'han preparat diverses zeolites de por menut (CHA, AEI, AFX I ERI), amb àtoms de coure o ferro com a centres catalítics aïllats. Per a la introducció de les espècies metàl¿liques al seu interior, s'han utilitzat tant mètodes convencionals d'intercanvi iònic com mètodes de síntesi directa. En particular, els mètodes directes eliminen la necessitat de introduir diferents tractament post-síntesi, a més de permetre una dispersió més homogènia del metall als cristalls de la zeolita. L'activitat catalítica i l'estabilitat hidrotermal d'aquestes zeolites s'ha avaluat per a la RCS de NOx. / Martín García, N. (2017). PREPARACIÓN DE ZEOLITAS DE PORO PEQUEÑO CON CONTROL DE SUS PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS PARA SU APLICACIÓN EN CATÁLISIS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/94628 / TESIS

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / Hoy en día se ha hecho énfasis en el tratamiento de elementos y compuestos nocivos para la salud humana, como lo es el sulfato, arsénico entre otros. Otro metal pesado de interés el tratamiento de aguas es el manganeso, segundo metal pesado más abundante en el planeta, polivalente, cuya química compleja puede provocar que este metal no disminuya su concentración en aguas tratadas, provocando un impacto ambiental grave tanto para la flora y fauna (Schuster, 2017) y los seres humanos (Lucchini et al., 2009). Cabe mencionar que la norma chilena de calidad y muestreo de agua potable NCh 409 muestra que la concentración de manganeso en el agua de descarte no debe exceder 0.1 mg/L en solución. El objetivo principal de este trabajo es determinar la factibilidad técnico-económica con énfasis en la evaluación de capacidad de adsorción máxima y cinética de adsorción de manganeso (II) disuelto desde soluciones acuosas, utilizando procesos de adsorción, con la adición de sustratos eficientes y de bajo costo. Para el desarrollo del trabajo se eligió la tecnología de adsorción, por sobre otros procesos, como precipitación, osmosis reverse entre otros, debido a su bajo costo de implementación y operación. Por otro lado, se seleccionaron como como sustratos de estudio, las zeolitas, fly ash y oxi-hidróxidos férricos, por su eficiencia en la remoción de metales pesados en aguas residuales bajo procesos de adsorción. Se realizaron experimentos de adsorción de manganeso (II) termodinámico y cinético, durante 90 min, bajo concentraciones del metal de 100 mg/L, 50 mg/L ,25 mg/L y 10 mg/L. Se utilizó un porcentaje de solido en peso de 20% como condición base de trabajo, a un pH 7 y temperatura ambiente de 25ºC. Los resultados de capacidad de adsorción máxima muestran que el mejor sustrato utilizado para las diferentes concentraciones iniciales de manganeso (II), fue la zeolita seguido por el fly ash y por último el oxi-hidróxido férrico, con 0.247 mg/g, 0.247 mg/g y 0.239 mg/g respectivamente. En la evaluación técnico-económica, la implementación del uso de zeolitas posee el menor costo total asociado, siendo un 0.8% menor comparado al uso de fly ash y un 18% menor que el uso de oxi-hidróxidos férricos. Con un costo total para 10 toneladas de 35,200 US$, 35,500 US$ y 40,115 US$ respectivamente. Se concluye que, bajo el escenario anterior, el mejor sustrato para el tratamiento de Mn son las zeolitas, debido a que entregan un resultado por debajo de la norma NCh 409 y además es de fácil acceso y disponibilidad en todo el territorio nacional.

[EN] This thesis is focused on the synthesis of new zeolitic structures using phosphorus containing compounds as structure directing agents, and the study of the influence of the presence of phosphorus in the adsorption capacity and acid properties of the zeolites. The phosphazene bases and aminophosphonium cations used in this work have yielded to zeolites with new crystalline structures (ITQ-45, ITQ-52, ITQ-58), as well as have developed new routes of synthesis of already known zeolites, but broadening their range of compositions (DON, RTH, ITE, STF), and these have allowed obtaining the synthetic analogue (ITQ-47) of the natural zeolite boggsite (BOG) by first time. / [ES] La presente tesis doctoral se centra en la síntesis de nuevas estructuras zeolíticas empleando como agentes directores de estructura compuestos que contienen fósforo y el estudio de la influencia de la presencia de fósforo en la capacidad de adsorción y en las propiedades ácidas de las zeolitas. Las bases de fosfaceno y cationes aminofosfonio empleados en este trabajo han permitido obtener zeolitas con nuevas estructuras cristalinas (ITQ-45, ITQ-52 e ITQ-58), así como desarrollar nuevas rutas de síntesis de zeolitas conocidas ampliando el rango de composiciones (DON, RTH, ITE, STF) y obtener por primera vez el análogo sintético (ITQ-47) de la zeolita natural boggsita (BOG). / [CAT] La present tesi doctoral es centra en la síntesi de noves estructures zeolítiques emprant com agents directors d'estructura compostos que continguen fòsfor, i la influència de la presència de fòsfor en la capacitat d'adsorció i en la fortalesa àcida de les zeolites. Les bases de fosfazè i cations aminofosfoni emprats en aquest treball han permès obtindre zeolites amb noves estructures cristal¿lines (ITQ-45, ITQ-52 e ITQ-58), així com desenvolupar noves rutes de síntesi de zeolites conegudes ampliant el rang de composicions (DON, RTH, ITE, STF) i obtindre per primera vegada l'anàleg sintètic (ITQ-47) de la zeolita natural boggsita (BOG). / Simancas Coloma, R. (2015). Síntesis de nuevos materiales zeolíticos empleando agentes directores de estructura fosforados [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/52025 / TESIS

[ES] Las zeolitas son sólidos inorgánicos, microporosos y cristalinos compuestos por la unión de tetraedros TO4 (T = Si, Ge, B, Al, Ti...). Estos tetraedros están unidos unos con otros por sus vértices, formando sistemas de canales y cavidades de dimensiones moleculares. Las propiedades de las zeolitas varían en función de la composición química de su estructura y de la topología y tamaño de sus canales. Por ello, el rango de aplicación de las zeolitas en la industria es muy amplio, presentando un especial interés en procesos de catálisis, adsorción y separación. Existen zeolitas con estructuras interesantes para su aplicación como catalizadores en reacciones químicas de interés industrial, pero que, debido a la composición química de su estructura, presentan una baja estabilidad y/o una pequeña o nula cantidad de centros activos. Un ejemplo son las zeolitas ITQ-13 (ITH), ITQ-15 (UTL), ITQ-24 (IWR) e ITQ-34 (ITR). La presente tesis doctoral se ha centrado en la síntesis de dichas estructuras zeolíticas, realizando modificaciones en su composición química para su posterior aplicación como catalizadores. Mediante la optimización de los procesos de síntesis hidrotermal y el desarrollo de diferentes tratamientos post-síntesis, se ha aumentado considerablemente la estabilidad de la estructura zeolítica y la fortaleza ácida de las zeolitas ITQ-13, ITQ-15, ITQ-24 e ITQ-34. Además, en las zeolitas ITQ-15 e ITQ-24 ha sido posible la incorporación de titanio en sus estructuras. Todos los procesos desarrollados evitan problemas presentes en los procesos de síntesis descritos en bibliografía para estas zeolitas, como problemas de obturación de los sistemas de canales o problemas de reproducibilidad. Por otro lado, se ha estudiado la utilización de ADEs quirales para la síntesis de zeolitas con propiedades enantioselectivas, además de las descritas previamente, para su utilización en procesos de catálisis asimétrica. / [CA] Les zeolites són sòlids inorgànics, microporosos i cristal·lins compostos per la unió de tetraedres TO4 (T = Si, Ge, B, Al, Ti...). Aquests tetraedres estan units uns amb altres pels seus vèrtexs, formant sistemes de canals i cavitats de dimensions moleculars. Les propietats de les zeolites varien en funció de la composició química de la seua estructura i de la topologia i dimensions dels seus canals. Per això, el rang d'aplicació de les zeolites en la indústria és molt ampli, presentant un especial interès en processos de catàlisi, adsorció i separació. Hi ha zeolites amb estructures interessants per a la seua aplicació com a catalitzadors en reaccions químiques d'interès industrial, però que presenten una baixa estabilitat i/o una xicoteta o nul·la quantitat de centres actius a causa de la composició de la seua estructura. Un exemple són les zeolites ITQ-13 (ITH), ITQ-15 (UTL), ITQ-24 (IWR) i ITQ-34 (ITR). La present tesi doctoral, s'ha centrat en la síntesi de les dites estructures zeolítiques amb modificacions en la seua composició química per a un posterior us com catalitzadors. Per mitjà de l'optimització dels processos de síntesi hidrotermal i el desenvolupament de diferents tractaments post-síntesi, s'ha augmentat considerablement l'estabilitat de l'estructura zeolítica i la fortalesa àcida de les zeolites ITQ-13, ITQ-15, ITQ-24 i ITQ-34. A més, en les zeolites ITQ-15 i ITQ-24 ha sigut possible la incorporació de titani en les seues estructures. Tots els processos desenvolupats eviten problemes presents en els processos de síntesis descrits en bibliografia per a aquestes zeolites, como a problemes d'obturació dels sistemes de canals o problemes de reproductibilitat. D'altra banda, s'ha estudiat la utilització d'ADEs quirals per a la síntesi de zeolites amb propietats enantioselectives, a més de les descrites prèviament, per a la seua utilització en processos de catàlisi asimètrica. / [EN] Zeolites are inorganic, microporous and crystalline materials formed by linking together tetrahedrons TO4 (T = Si, Ge, B, Al, Ti...). These tetrahedrons are connected with each other by their vertexes forming channels systems and cavities of molecular dimensions. Zeolite properties vary depending on the chemical composition of its framework and the topology and size of its channels. Because of that, zeolites have a wide field of industrial applications, notably in catalytic, adsorption and separation processes. There are zeolites with interesting structures to its application as catalysts in chemical reactions of industrial relevance, but its chemical composition gives rise to a material with low stability and/or small or zero amount of acid centers. An example are the zeolites ITQ-13 (ITH), ITQ-15 (UTL), ITQ-24 (IWR) and ITQ-34 (ITR). Taking account the good possibilities of these zeolites as catalyst, this thesis is focused on their synthesis with chemical composition modifications. The zeolitic framework stability and the acidic strength in zeolites ITQ-13, ITQ-15, ITQ-24 and ITQ-34 have been significantly enhanced. That has been possible by the optimization of the hydrothermal synthesis processes and the development of different post-synthesis treatments. In addition, titanium has been incorporated to the framework structures of ITQ-15 and ITQ-24 zeolites. All the developed processes avoid the problems present in the synthesis processes described in the literature for these zeolites, such as the partial blockage of the channel system or reproducibility problems. Furthermore, chiral organic compounds are studied as SDA in the synthesis of zeolites with enantioselective properties, with the objective to their use in asymmetric catalysis processes. / Cumplido Comeche, MP. (2022). Síntesis de zeolitas como catalizadores para la optimización de procesos químicos de interés industrial [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/181697 / TESIS