BR112019021877A2 - Processo para preparar um material zeolítico, material zeolítico e uso de um material zeolítico - Google Patents
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Abstract
um processo para preparar um material zeolítico possuindo estrutura tipo aei e possuindo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente y, um elemento trivalente x e oxigênio, o referido processo compreendendo (i) fornecer um material zeolítico com estrutura tipo cha e tendo um estrutura de suporte compreendendo o elemento tetravalente y, o elemento trivalente x e oxigênio; (ii) preparar uma mistura de síntese compreendendo o material zeolítico fornecido em (i), água, uma fonte do elemento tetravalente y diferente do material zeolítico fornecido em (i) e um agente de direcionamento da estrutura de aei; (iii) submeter a mistura de síntese preparada em (ii) a condições de síntese hidrotérmica compreendendo aquecer a mistura de síntese a uma temperatura na faixa de 100 a 200 ºc e manter a mistura de síntese a uma temperatura nesta faixa sob pressão autógena, obtendo-se o material zeolítico com estrutura tipo aei; em que y é um ou mais de si, ge, sn, ti, zr; em que x é um ou mais de al, b, ga, in; em que na estrutura de suporte do material zeolítico fornecido em (i), a razão molar y: x, calculada como yo2: x2o3, é de no máximo 20:1.
Description
“PROCESSO PARA PREPARAR UM MATERIAL ZEOLÍTICO, MATERIAL ZEOLÍTICO E USO DE UM MATERIAL ZEOLÍTICO”
Campo da invenção
[001] A presente invenção refere-se a um processo para a preparação de um material zeolítico com estrutura do tipo AEI e com uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio. Além disso, a presente invenção se relaciona a um material zeolítico possuindo estrutura tipo AEI e possuindo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio, obtenível ou obtido pelo referido processo, e ainda se relaciona com o uso do referido material zeolítico como um material cataliticamente ativo, como um catalisador ou como um componente de catalisador.
Antecedentes da Invenção
[002] Sabe-se que os materiais zeolíticos com estrutura tipo AEI são potencialmente eficazes como catalisadores ou componentes de catalisador para o tratamento de gases de escape de combustão em aplicações industriais, por exemplo, para a conversão de óxidos de nitrogênio (NOx) em um fluxo de gases de escape. Materiais zeolíticos AEI sintéticos geralmente produzidos pela precipitação de cristais do material zeolítico a partir de uma mistura de síntese que contém as fontes dos elementos a partir dos quais a estrutura zeolítica é construída, como uma fonte de silício e uma fonte de alumínio. Uma abordagem alternativa pode ser a preparação por conversão de estrutura zeolítica, de acordo com a qual um material de partida que é um material zeolítico adequado com um tipo de estrutura diferente de AEI é reagido adequadamente para obter o material zeolítico com estrutura tipo AEI.
[003] De acordo com a presente invenção, verificou-se que, para tal conversão, é empregado um material zeolítico com estrutura do tipo CHA,
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2/71 nem todo material CHA é adequado. Portanto, foi um objetivo da presente invenção encontrar materiais zeolíticos adequados com estrutura do tipo CHA, que podem ser empregados para preparar um material zeolítico com estrutura do tipo AEI. Surpreendentemente, verificou-se que a possibilidade de utilizar os referidos materiais zeolíticos com estrutura do tipo CHA depende da composição da estrutura dos materiais zeolíticos com estrutura do tipo CHA.
Descrição da Invenção
[004] Portanto, a presente invenção se refere a um processo para a preparação de um material zeolítico possuindo estrutura tipo AEI e possuindo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio, o referido processo compreendendo:
(i) fornecer um material zeolítico tendo a estrutura tipo CHA e tendo uma estrutura de suporte compreendendo o elemento tetravalente Y, o elemento trivalente X e oxigênio;
(ii) preparar uma mistura de síntese compreendendo o material zeolítico fornecido em (i), água, uma fonte do elemento tetravalente Y diferente do material zeolítico fornecido em (i) e um agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI;
(iii) submeter a mistura de síntese preparada em (ii) a condições de síntese hidrotérmica compreendendo aquecer a mistura de síntese a uma temperatura na faixa de 100 a 200 °C e manter a mistura de síntese a uma temperatura nesta faixa sob pressão autógena, obtendo-se o material zeolítico com estrutura tipo AEI;
em que Y é um ou mais de Si, Ge, Sn, Ti, Zr;
em que X é um ou mais de Al, B, Ga, In;
em que na estrutura de suporte do material zeolítico fornecido em (i), a razão molar Y: X, calculada como YO2: X2O3, é de no máximo 20:1.
[005] De preferência, a estrutura de suporte compreende o
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3/71 elemento tetravalente Y, o elemento trivalente X, oxigênio e H. De preferência, Y é Si. De preferência, X é Al. De maior preferência, Y é Si e X é Al.
[006] Além do elemento tetravalente Y, o elemento trivalente X e oxigênio, e de preferência Η, o material zeolítico com a estrutura tipo CHA fornecido em (i) pode compreender um ou mais componentes adicionais. De preferência pelo menos 95% em peso, de maior preferência pelo menos 98% em peso, de maior preferência pelo menos 99% em peso, de maior preferência pelo menos 99,5% em peso da estrutura do material zeolítico fornecido em (i) consistir em Y, X, O e H.
[007] De preferência, o material zeolítico fornecido em (i) não compreende Cu. Em particular, no caso de um material zeolítico de ocorrência não natural ser fornecido em (i), o material zeolítico fornecido em (i) de preferência não compreende um ou mais de Cu e Fe, de maior preferência não compreende um ou mais de Fe, Co, Ni, Cu e Zn, de maior preferência não compreende um metal M diferente de Y e X se Y ou X é um metal. De preferência, o conteúdo do material zeolítico com a estrutura tipo CHA fornecido em (i) em relação ao Cu, calculado como elemento, é de no máximo 500 peso-ppm, de preferência no máximo 100 peso-ppm, com base no peso total do material zeolítico. Em particular, no caso de um material zeolítico de ocorrência não natural ser fornecido em (i), o conteúdo do material zeolítico com a estrutura tipo CHA fornecido em (i) em relação a um ou mais de Cu e Fe, cada um calculado como elemento, de maior preferência em relação a um ou mais de Fe, Co, Ni, Cu e Zn, cada um calculado como elemento, de maior preferência em relação a um metal M, calculado como elemento, exceto Y e X se Y ou X for um metal, é de no máximo 500 ppm em peso, de preferência no máximo 100 ppm em peso, com base no peso total do material zeolítico.
[008] No material zeolítico com a estrutura tipo CHA fornecido em (i), a razão em mol Y: X, calculada como YO2: X2O3, está de preferência na
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4/71 faixa de 3:1 a 20:1, de preferência na faixa de 4:1 a 15:1, de maior preferência na faixa de 5:1 a 10:1. Os intervalos preferidos são, por exemplo, de 5:1 a 7:1 ou de 6:1 a 8:1 ou de 7:1 a 9:1 ou de 8:1 a 10:1.
[009] Portanto, a presente invenção refere-se de preferência a um processo para a preparação de um material zeolítico com estrutura do tipo AEI e com uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio, de preferência o processo como descrito acima, o referido processo compreendendo:
(i) fornecer um material zeolítico tendo a estrutura tipo CHA e tendo uma estrutura de suporte compreendendo o elemento tetravalente Y, o elemento trivalente X e oxigênio;
(ii) preparar uma mistura de síntese compreendendo o material zeolítico fornecido em (i), água, uma fonte do elemento tetravalente Y diferente do material zeolítico fornecido em (i) e um agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI;
(iii) submeter a mistura de síntese preparada em (ii) a condições de síntese hidrotérmica compreendendo aquecer a mistura de síntese a uma temperatura na faixa de 100 a 200 °C e manter a mistura de síntese a uma temperatura nessa faixa sob pressão autógena, obtendo o material zeolítico com estrutura tipo AEI;
em que Y é Si;
em que X é Al;
em que na estrutura de suporte do material zeolítico fornecido em (i), a razão molar Y: X, calculada como YO2: X2O3, está na faixa de 5:1 a 10:1.
[010] No contexto da presente invenção, o material zeolítico tendo a estrutura tipo CHA fornecido em (i) é de preferência um material zeolítico calcinado, de maior preferência um material zeolítico calcinado em uma atmosfera gasosa a uma temperatura da atmosfera gasosa na faixa de
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350 a 600 °C, de preferência na faixa de 400 a 550 °C. De preferência, a atmosfera gasosa compreende oxigênio. De maior preferência, a atmosfera gasosa compreende ar, ar pobre ou nitrogênio, como nitrogênio técnico, de maior preferência ar. De maior preferência, a atmosfera gasosa é o ar.
[011] Geralmente, pode ser concebível que o material zeolítico seja fornecido na sua forma de amônio, na sua forma de hidrogênio (forma H) ou em qualquer outra forma de cátion adequada, como na sua forma de sódio. De preferência, o material zeolítico fornecido em (i) está na sua forma hidrogênica (H).
[012] De acordo com a presente invenção, pode ser vantajoso empregar um material zeolítico de ocorrência natural tendo a estrutura tipo CHA. Geralmente, um material zeolítico de ocorrência natural com estrutura do tipo CHA pode ter, entre outros, uma composição química como mostrado na Figura 11 neste documento, em que, no contexto da presente invenção, tal material zeolítico de ocorrência natural com estrutura do tipo CHA é empregado tendo uma proporção de silica: alumina de no máximo 20:1, de preferência na faixa de 3:1 a 20:1, de maior preferência na faixa de 4:1 a 15:1, de maior preferência na faixa de 5:1 a 10:1.
[013] No contexto da etapa (ii) do processo inventivo, a mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) de preferência não compreende um material zeolítico com estrutura do tipo AEI. De maior preferência, a mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) não contém um material de semente zeolítica com estrutura do tipo AEI.
[014] Geralmente, de acordo com (ii), qualquer fonte adequada do elemento tetravalente Y pode ser usada. Em particular, se Y é Si, a fonte de Y compreende, de maior preferência, um ou mais de uma silica de processo úmido, uma silica de processo seco e uma silica coloidal. A silica coloidal, de preferência como uma solução alcalina e/ ou amoníaca, de maior preferência
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6/71 como uma solução amoníaca, está disponível comercialmente, inter alia, por exemplo, como Ludox®, Syton®, Nalco® ou Snowtex®. A silica de “processo úmido” está disponível comercialmente, entre outros, por exemplo, como HiSil®, Ultrasil®, Vulcasil®, Santocel®, Valron-Estersil®, Tokusil®ou Nipsil®. A silica de “processo seco” está disponível comercialmente, entre outros, por exemplo, como Aerosil®, Reolosil®, Cab-O-Sil®, Fransil® ou ArcSilica®. Inter alia, pode ser utilizada uma solução amoníaca de silica coloidal de acordo com a presente invenção. De maior preferência, se Y é Si, a fonte do elemento tetravalente Y de acordo com (ii) compreende, de preferência, uma silica coloidal.
[015] De acordo com (ii), o agente de direcionamento de estrutura de suporte AEI pode ser qualquer agente que resulte na preparação de um material zeolítico com o tipo de estrutura AEI de acordo com (iii). De preferência, o agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI compreende um ou mais compostos contendo cátion de fosfônio quaternário e/ ou um ou mais compostos contendo cátion de amônio quaternário.
[016] De preferência, o um ou mais compostos contendo cátion de fosfônio compreendem um ou mais compostos contendo R1R2R3R4P+, em que R1, R2, R3 e R4 independentemente um do outro representam alquila (C-iCe) opcionalmente substituída e/ ou opcionalmente ramificada, de maior preferência alquila (C1-C5), de maior preferência alquila (C1-C4), de maior preferência alquila (C2-C3) e de preferência para metila ou etila opcionalmente substituída, de maior preferência R1, R2, R3 e R4 representam etila opcionalmente substituída, de preferência etila não substituída.
[017] De preferência, o um ou mais compostos contendo cátion de amônio quaternário compreendem um ou mais compostos contendo cátion de N,N-dialquila-dialquilpiperidínio, de maior preferência um ou mais compostos contendo cátion de N,N-dialquila (C1-C3)- dialquilpiperidínio (C1-C3), de maior preferência um ou mais compostos contendo cátion de N,N-dialquila
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7/71 (Ci-C2)-dialquilpiperidônio (C1-C2), em que de maior preferência, o um ou mais compostos contendo cátion de amônio quaternário são selecionados a partir do grupo que consiste em um ou mais compostos contendo cátion de N,N-dialquila (Ci-C2)-2,6-dialquilpiperidínio (C1-C2) e cátion de N,N-dialquila (Ci-C2)-3,5dialquilpiperidínio (C1-C2), de maior preferência a partir do grupo que consiste em compostos contendo cátion de N,N-dimetila-2,6-dialquilpiperidínio (C1-C2) e cátion de N,N-dimetila-3,5-dialquilpiperidínio (C1-C2), de maior preferência a partir do grupo que consiste em compostos contendo cátion de N,N-dimetila2,6-dimetilpiperidínio e cátion de N,N-dimetila-3,5-dimetilpiperidínio.
[018] De preferência, o um ou mais compostos contendo cátion de fosfônio quaternário e/ ou um ou mais cátion de amônio quaternário contendo compostos são sais, de preferência selecionados a partir do grupo que consiste em haletos, de maior preferência cloreto e/ ou brometo, de maior preferência cloreto; hidróxido; sulfato; nitrato; fosfato; acetato; e misturas de dois ou mais destes, de maior preferência a partir do grupo que consiste em cloreto, hidróxido, sulfato e misturas de dois ou mais dos mesmos, em que de maior preferência o um ou mais compostos contendo cátion de fosfônio quaternário e/ ou o um ou mais cátion de amônio quaternário contendo compostos são hidróxidos e/ ou cloretos, e de maior preferência hidróxidos.
[019] De maior preferência, o agente de direcionamento da estrutura de AEI compreende, de preferência, hidróxido de N,N-dimetila-3,5dimetilpiperidínio.
[020] De preferência, na mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii), a razão em peso do material zeolítico em relação à fonte do elemento tetravalente Y, calculado como YO2, está na faixa de 1,0:1 a 3,0:1, de maior preferência na faixa de 1,5:1 a 2,5, de maior preferência na faixa de 2,0:1 a 2,2:1. De acordo com uma forma de realização concebível da presente invenção, a razão em peso do material zeolítico em relação à fonte do
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8/71 elemento tetravalente Y pode ser infinito, o que significa que, além do material zeolítico que compreende Y, nenhuma outra fonte do elemento tetravalente está compreendida na mistura de síntese em (ii).
[021] De preferência, na mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii), a razão em peso do material zeolítico em relação à água está na faixa de 0,005:1 a 0,030:1, de maior preferência na faixa de 0,010:1 a 0,025:1, de maior preferência na faixa de 0,015:1 a 0,020:1.
[022] De preferência, na mistura de síntese preparada em (ii), que é submetida a (iii), a razão em peso do material zeolítico em relação ao agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI está na faixa de 0,1:1 a 0,9:1, de preferência na faixa de 0,3:1 a 0,7:1, de maior preferência na faixa de 0,4:1 a 0,5:1.
[023] O pH da mistura de síntese preparada em (ii) não se restringe a nenhum valor específico. De preferência, a mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) compreende adicionalmente uma fonte de uma base, de maior preferência uma fonte de hidróxido.
[024] De preferência, a mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) compreende adicionalmente uma fonte de um ou mais de um metal alcalino, como sódio, lítio, potássio e um metal alcalino-terroso, como magnésio, cálcio, estrôncio, bário, de maior preferência um metal alcalino, de maior preferência sódio.
[025] De maior preferência, a fonte de uma base é a fonte de um ou mais de um metal alcalino e um metal alcalino-terroso, de preferência uma base de metal alcalino, de maior preferência um hidróxido de metal alcalino, de maior preferência hidróxido de sódio.
[026] A mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) não é restrita a nenhuma razão em peso particular dos componentes compreendidos na mistura. De preferência, na mistura de síntese preparada
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9/71 em (ii) que é submetida a (iii), a razão em peso do material zeolítico em relação à fonte de uma base está na faixa de 0,1:1 a 1,0:1, de preferência na faixa de 0,2:1 a 0,8:1, de maior preferência na faixa de 0,3:1 a 0,6:1.
[027] De preferência, a mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) não compreende uma fonte de Cu, de preferência não compreende uma fonte de um ou mais de Cu e Fe, de maior preferência não compreende uma fonte de um ou mais de Fe, Co, Ni, Cu e Zn, de maior preferência não compreende uma fonte de um metal M diferente de Y e X se Y ou X é um metal.
[028] De preferência, a mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) não compreende uma fonte de fluoreto, de preferência não compreende uma fonte de halogeneto. De preferência, a mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) não compreende uma fonte de Al, além do material zeolítico fornecido em (i), de preferência não compreende uma fonte de X, de maior preferência não compreende uma fonte de Al, B, Ga, In ou uma combinação dos mesmos, exceto o material zeolítico fornecido em (i).
[029] De preferência pelo menos 95% em peso, de maior preferência pelo menos 98% em peso, de maior preferência pelo menos 99% em peso da mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) consiste no material zeolítico fornecido em (i), a água, a fonte do elemento tetravalente Y, o agente de direcionamento da estrutura da AEI e, de preferência, a fonte de uma base e a fonte de um ou mais de um metal alcalino e um metal alcalino-terroso.
[030] O passo (iii) do processo inventivo compreende submeter a mistura de síntese preparada em (ii) a condições de síntese hidrotérmica.
[031] De preferência, a síntese hidrotérmica é realizada sob pressão autógena, de preferência em autoclave. De preferência, a mistura de
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10/71 síntese preparada em (ii) é aquecida na autoclave até a temperatura de síntese hidrotérmica a uma taxa de aquecimento na faixa de 0,5 a 4 K/ min, de maior preferência na faixa de 1 a 3 K/ min. De preferência, a temperatura de síntese hidrotérmica à qual a mistura é aquecida está na faixa de 110 a 175 °C, de preferência na faixa de 120 a 150 °C. Antes da esfera, as condições de síntese hidrotérmica compreendem ainda a agitação da mistura de síntese durante pelo menos uma parte do tempo de síntese. De preferência, as condições de síntese hidrotérmica compreendem ainda um tempo de síntese hidrotérmica na faixa de 2 a 120 h, de maior preferência na faixa de 20 a 100 h, de maior preferência na faixa de 40 a 80 h. Portanto, é preferível que, de acordo com (iii), a mistura fornecida em (ii) seja aquecida a uma temperatura na faixa de 110 a 175 °C, de preferência na faixa de 120 a 150 °C, e mantida a esta temperatura por um período de tempo na faixa de 2 a 120 h. Portanto, é ainda preferido que, de acordo com (iii), a mistura fornecida em (ii) seja aquecida a uma temperatura na faixa de 110 a 175 °C, de preferência na faixa de 120 a 150 °C, e mantida a esta temperatura por um período de tempo na faixa de 20 a 120 h. Portanto, é ainda preferido que, de acordo com (iii), a mistura fornecida em (ii) seja aquecida a uma temperatura na faixa de 110 a 175 °C, de preferência na faixa de 120 a 150 °C, e mantida a essa temperatura por um período de tempo na faixa de 40 a 80 h.
[032] A partir da síntese hidrotérmica de acordo com (iii), é obtida uma mistura que compreende o material zeolítico com estrutura do tipo AEI suspensa em seu licor mãe, à temperatura de síntese hidrotérmica. Uma vez que a síntese hidrotérmica é realizada sob pressão autógena, é preferido (iii) compreender ainda a despressurização da mistura. Antes, durante ou após a despressurização, o processo inventivo compreende de preferência ainda:
(iv) arrefecer a mistura obtida em (iii).
[033] Embora não haja restrições específicas, é preferível resfriar
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11/71 a mistura a uma temperatura na faixa de 10 a 50 °C, de maior preferência na faixa de 20 a 35 °C.
[034] Uma vez que, como mencionado acima, é obtida uma mistura de (iii) que compõe o material zeolítico com estrutura do tipo AEI suspensa em seu licor mãe, é ainda preferido que o processo inventivo compreenda ainda:
(v) separar o material zeolítico da mistura obtida a partir de (iii) ou (iv), de preferência da mistura obtida a partir de (iv).
[035] Não há restrições específicas sobre como o material zeolítico é separado. De preferência, o referido passo de separação (v) compreende:
(v.1) submeter a mistura obtida a partir de (iii) ou (iv) a um método de separação sólido-líquido, compreendendo de preferência um método de filtração ou um método de pulverização;
(v.2) de preferência lavar o material zeolítico obtido a partir de (v.1);
(v.3) secar o material zeolítico obtido a partir de (v.1) ou (v.2), de preferência a partir de (v.2).
[036] Quanto à (v.1), um método de pulverização pode compreender secagem por pulverização ou granulação por pulverização. Se (v.2) for realizado, é preferido que o material zeolítico seja lavado com água como agente de lavagem, de preferência até que a água de lavagem tenha uma condutividade de no máximo 500 microSiemens, de preferência no máximo 200 microSiemens. Quanto a (v.3), é preferido que o material zeolítico seja seco em uma atmosfera gasosa com uma temperatura na faixa de 80 a 175 °C, de maior preferência na faixa de 100 a 150 °C. De preferência, a atmosfera gasosa compreende oxigênio, de maior preferência compreende, de maior preferência é ar, ar pobre ou ar sintético.
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12/71
[037] De preferência, o processo inventivo compreende ainda:
(vi) calcinação do material zeolítico obtido a partir de (v).
[038] Se o passo (vi) for realizado, o material zeolítico é de preferência calcinado em uma atmosfera gasosa com uma temperatura na faixa de 400 a 600 °C, de maior preferência na faixa de 450 a 550 °C. De preferência, a atmosfera gasosa compreende oxigênio, de maior preferência compreende, de maior preferência é ar, ar pobre ou ar sintético.
[039] De preferência, na estrutura de suporte do material zeolítico obtido em (iii), a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2 é de pelo menos 0,01:1, de maior preferência de pelo menos 0,02:1, de maior preferência de pelo menos 0,04:1, de maior preferência pelo menos 0,05:1. De preferência, na estrutura de suporte do material zeolítico obtido em (iii), a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2, está na faixa de 0,01:1 a 0,23:1, de maior preferência na faixa de 0,02:1 a 0,21:1, de maior preferência na faixa de 0,03:1 a 0,19:1, de maior preferência na faixa de 0,04:1 a 0,17:1, de maior preferência na faixa de 0,05:1 a 0,15:1, de maior preferência na faixa de 0,06:1 a 0,13:1, de maior preferência na faixa de 0,07:1 a 0,11:1. Alternativamente, é preferível que, na estrutura de suporte do material zeolítico obtido em (iii), a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2, esteja na faixa de 0,01:1 a 0,17:1, de maior preferência na faixa de 0,02:1 a 0,15:1, de maior preferência na faixa de 0,03:1 a 0,13:1, de maior preferência na faixa de 0,04:1 a 0,11:1, de maior preferência na faixa de 0,05:1 a 0,09:1.
[040] Portanto, a presente invenção refere-se ainda de preferência a um processo para a preparação de um material zeolítico com estrutura do tipo AEI e com uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio, de preferência o processo descrito aqui acima, em que o material zeolítico fornecido em (i) é um material zeolítico calcinado, o referido processo compreendendo:
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13/71 (i) fornecer um material zeolítico tendo a estrutura tipo CHA e tendo uma estrutura de suporte compreendendo o elemento tetravalente Y, o elemento trivalente X e oxigênio;
(ii) preparar uma mistura de síntese compreendendo o material zeolítico fornecido em (i), água, uma fonte do elemento tetravalente Y diferente do material zeolítico fornecido em (i) e um agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI;
(iii) submeter a mistura de síntese preparada em (ii) a condições de síntese hidrotérmica compreendendo aquecer a mistura de síntese a uma temperatura na faixa de 100 a 200 °C e manter a mistura de síntese a uma temperatura nesta faixa sob pressão autógena, obtendo-se o material zeolítico com estrutura tipo AEI;
(iv) arrefecer a mistura obtida em (iii), de preferência a uma temperatura na faixa de 10 a 50 °C, de maior preferência na faixa de 20 a 35 °C;
(v) separar o material zeolítico da mistura obtida a partir de (iv), compreendendo:
(v.1) submeter a mistura obtida a partir de (iv) a um método de separação sólido-líquido, compreendendo de preferência um método de filtração ou um método de pulverização;
(v.2) lavagem do material zeolítico obtido a partir de (v.1);
(v.3) secar o material zeolítico obtido a partir de (v.2) em uma atmosfera gasosa com uma temperatura na faixa de 80 a 175 °C;
(vi) calcinação do material zeolítico obtido a partir de (v) em uma atmosfera gasosa com uma temperatura na faixa de 400 a 600 °C;
em que Y é Si e X é Al e em que a razão molar Y: X, calculada como YO2: X2O3, é de no máximo 20:1.
[041] Geralmente, é possível que, de acordo com o processo da
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14/71 presente invenção, o processo de conversão descrito acima, resultando no material zeolítico com o tipo de estrutura AEI seja uma conversão essencialmente completa e o material obtido consistindo essencialmente no material zeolítico com o tipo de estrutura AEI. No entanto, também é possível que a conversão seja parcialmente incompleta e, no material obtido, não apenas o material zeolítico com estrutura do tipo AEI seja composto, mas também um ou mais outros materiais, de preferência um ou mais materiais zeolíticos com estrutura do tipo AEI, de preferência um material zeolítico tendo um estrutura do tipo CHA. De preferência, em relação a uma composição obtida respectivamente, mais de 50% em peso, de maior preferência pelo menos 60% em peso, de maior preferência pelo menos 70% em peso da referida composição compreendendo um material zeolítico com tipo de estrutura AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio consiste no material zeolítico com estrutura tipo AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio. De maior preferência pelo menos 75% em peso, de maior preferência pelo menos 85% em peso, de maior preferência pelo menos 90% em peso da composição compreendendo um material zeolítico com estrutura tipo AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio consistem no material zeolítico que possui estrutura tipo AEI e que possui uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio. De maior preferência, pelo menos 90% em peso, de maior preferência pelo menos 95% em peso, de maior preferência pelo menos 99% em peso da composição compõe-se do material zeolítico com estrutura do tipo AEI e com uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio e um material zeolítico com estrutura do tipo CHA e
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15/71 tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio. Tal conversão parcialmente incompleta que leva à referida composição compreendendo o material zeolítico com estrutura do tipo AEI é levada em consideração no segundo conjunto de formas de realização preferidas da presente invenção que é direcionado, por exemplo, a um processo para preparar uma composição. Por uma questão de completude, é mencionado que também para essas formas de realização, no caso de a conversão estar completa, a composição deve ser entendida como consistindo no material zeolítico que possui o tipo de estrutura AEI. Em qualquer caso, mesmo que a conversão seja parcialmente incompleta, a invenção é direcionada, por exemplo, a um processo para a preparação de um material zeolítico com estrutura do tipo AEI, uma vez que esse material zeolítico é obrigatoriamente compreendido na referida composição.
[042] Dependendo do uso pretendido do material zeolítico, o material, obtido de preferência a partir de (vi), pode ser empregado como tal. Além disso, é concebível que este material zeolítico seja submetido a uma ou mais etapas posteriores ao tratamento. Por exemplo, o material zeolítico que é de maior preferência obtido como um pó pode ser adequadamente processado em um corpo moldável ou moldado por qualquer método adequado, incluindo, mas sem restrição, extrusão, formação de comprimidos, pulverização e similares. De preferência, o corpo moldado pode ter uma seção transversal retangular, triangular, hexagonal, quadrada, oval ou circular e/ ou de preferência na forma de uma estrela, uma pastilha, uma esfera, um cilindro, um fio ou um cilindro oco. Ao preparar um corpo moldado, pode ser usado um ou mais aglutinantes que podem ser selecionados de acordo com o uso pretendido do corpo moldado. Os possíveis materiais aglutinantes incluem, mas não estão restritos a grafite, silica, titânia, zirconia, alumina e um óxido misto de dois ou mais de silício, titânio e zircônio. A razão em peso do material
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16/71 zeolítico em relação ao aglutinante geralmente não está submetida a nenhuma restrição específica e pode estar, por exemplo, na faixa de 10:1 a 1:10. De acordo com um exemplo adicional de acordo com o qual o material zeolítico é usado, por exemplo, como catalisador ou como componente catalisador para o tratamento de uma corrente de gás de escape, por exemplo, uma corrente de gás de escape de um motor, é possível que o material é usado como um componente de um revestimento para ser aplicado sobre um substrato adequado, como um filtro de fluxo de parede ou semelhante.
[043] De preferência, a mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) não compreende uma fonte de fluoreto, de preferência não compreende uma fonte de halogeneto. De preferência, a mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) não compreende uma fonte de Al, além do material zeolítico fornecido em (i), de preferência não compreende uma fonte de X, de maior preferência não compreende uma fonte de Al, B, Ga, In ou uma combinação dos mesmos, exceto o material zeolítico fornecido em (i).
[044] De preferência, na estrutura de suporte do material zeolítico obtido em (iii), a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2 é de pelo menos 0,01:1, de maior preferência de pelo menos 0,02:1, de maior preferência de pelo menos 0,04:1, de maior preferência pelo menos 0,05:1. De preferência, na estrutura de suporte do material zeolítico obtido em (iii), a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2, está na faixa de 0,01:1 a 0,23:1, de maior preferência na faixa de 0,02:1 a 0,21:1, de maior preferência na faixa de 0,03:1 a 0,19:1, de maior preferência na faixa de 0,04:1 a 0,17:1, de maior preferência na faixa de 0,05:1 a 0,15:1, de maior preferência na faixa de 0,06:1 a 0,13:1, de maior preferência na faixa de 0,07:1 a 0,11:1. Alternativamente, é preferível que, na estrutura de suporte do material zeolítico obtido em (iii), a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2, esteja na faixa de 0,01:1 a 0,17:1,
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17/71 de maior preferência, na faixa de 0,02:1 a 0,15:1, de maior preferência na faixa de 0,03:1 a 0,13:1, de maior preferência na faixa de 0,04:1 a 0,11:1, de maior preferência na faixa de 0,05:1 a 0,09:1.
[045] De acordo com uma forma de realização preferida da presente invenção, o material zeolítico é submetido a um pós-tratamento que compreende apoiar um metal M no material zeolítico. Portanto, a presente invenção ainda se refere de preferência ao processo como descrito acima, compreendendo ainda:
(vii) apoiar um metal M no material zeolítico, de preferência no material zeolítico obtido a partir de (vi).
[046] De preferência, (vii) compreende:
(vii.1) preparar uma mistura compreendendo o material zeolítico, de preferência o material zeolítico obtido a partir de (vi), uma fonte de um metal M, um solvente para a fonte do metal M e, opcionalmente, um ácido, de preferência um ácido orgânico, em que o solvente compreende de preferência água, a fonte do metal M compreende de preferência um sal do metal Meo ácido compreende de preferência ácido acético;
(vii.2) aquecimento da mistura preparada em (vii.1) a uma temperatura na faixa de 30 a 90 °C, de preferência na faixa de 40 a 80 °C;
(vii.3) de preferência resfriar, de maior preferência de resfriar rapidamente a mistura obtida a partir de (vii.2);
(vii.4) separar o material zeolítico compreendendo o metal M da mistura obtida a partir de (vii.2) ou (vii.3), de preferência a partir de (vii.3), a separação de preferência compreendendo a lavagem do material zeolítico compreendendo o metal M;
(vii.5) de preferência secar o material zeolítico compreendendo o metal M obtido a partir de (vii.4) em uma atmosfera gasosa, de preferência a uma temperatura da atmosfera gasosa na faixa de 90 a 200 °C, de maior
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18/71 preferência na faixa de 100 a 150 °C, em que a atmosfera gasosa compreende de preferência oxigênio;
(vii.6) de preferência calcinar o material zeolítico compreendendo o metal M obtido a partir de (vii.4) ou (vii.5), de preferência a partir de (vii.5), em uma atmosfera gasosa, de preferência a uma temperatura da atmosfera gasosa na faixa de 350 a 600 °C, de maior preferência na faixa de 400 a 550 °C, em que a atmosfera gasosa compreende de preferência oxigênio.
[047] De preferência, o metal M é um metal de transição dos grupos 8 a 12 do sistema de elementos periódico. De maior preferência, o metal M é um ou mais de Fe, Co, Ni, Cu e Zn, de maior preferência um ou mais de Fe e Cu. De maior preferência, o metal M compreende, de preferência, Cu. De preferência, de acordo com (vii), o metal M é suportado no material zeolítico em uma quantidade na faixa de 0,1 a 5% em peso, de maior preferência na faixa de 0,2 a 4% em peso, de maior preferência na faixa de 0,5 a 3% em peso, calculado como elemento M e com base no peso total do material zeolítico.
[048] Dependendo do uso pretendido do material zeolítico, o material, de preferência obtido a partir de (vii), pode ser empregado como tal. Além disso, é concebível que este material zeolítico seja submetido a uma ou mais etapas posteriores ao tratamento. Por exemplo, o material zeolítico que é de maior preferência obtido como um pó pode ser adequadamente processado em um corpo moldável ou moldado por qualquer método adequado, incluindo, mas sem restrição, extrusão, formação de comprimidos, pulverização e similares. De preferência, o corpo moldado pode ter uma seção transversal retangular, triangular, hexagonal, quadrada, oval ou circular e/ ou de preferência na forma de uma estrela, uma pastilha, uma esfera, um cilindro, um fio ou um cilindro oco. Ao preparar um corpo moldado, pode ser usado um ou mais aglutinantes que podem ser selecionados de acordo com o uso pretendido do corpo moldado. Os possíveis materiais aglutinantes incluem,
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19/71 mas não estão restritos a grafite, silica, titânia, zirconia, alumina e um óxido misto de dois ou mais de silício, titânio e zircônio. A razão em peso do material zeolítico em relação ao aglutinante geralmente não está submetida a nenhuma restrição específica e pode estar, por exemplo, na faixa de 10:1 a 1:10. De acordo com um exemplo adicional de acordo com o qual o material zeolítico é utilizado, por exemplo, como catalisador ou como componente catalisador para o tratamento de uma corrente de gás de escape, por exemplo, uma corrente de gás de escape de um motor, é possível que o material zeolítico é usado como um componente de um revestimento para ser aplicado sobre um substrato adequado, como um filtro de fluxo de parede ou similar.
[049] A presente invenção refere-se ainda a um material zeolítico com estrutura tipo AEI e com uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio, obtenível ou obtido ou preparável ou preparado por um processo de acordo com um processo descrito aqui acima.
[050] A presente invenção ainda se refere a um material zeolítico compreendendo um metal M, possuindo estrutura tipo AEI e possuindo estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio, obtenível ou obtido ou preparável ou preparado por um processo como aqui descrito acima compreendendo apoiar um metal M no material zeolítico de acordo com (vii).
[051] De preferência, o referido material zeolítico possui uma quantidade total de sítios ácidos na faixa de 1,0 a 2,0 mmol/g, em que a quantidade total de sítios ácidos é definida como a quantidade molar total de amônia dessorvida por massa do material zeolítico determinado de acordo com a dessorção programada por temperatura de amônia (NH3-TPD) como descrito no Exemplo de Referência 1.6 deste documento; em que o material zeolítico tem uma quantidade de sítios ácidos médio na faixa de 0,1 a 0,8 mmol/g, em
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20/71 que a quantidade de sítios de ácido médio é definida como a quantidade de amônia monohidratada por massa do material zeolítico determinado de acordo com a dessorção programada por temperatura de amônia (NH3-TPD), conforme descrito no Exemplo de Referência 1.6 neste intervalo de temperatura de 250 a 500 °C.
[052] O material zeolítico da presente invenção tendo estrutura tipo AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio pode ser utilizado para qualquer finalidade concebível, incluindo, mas não limitado a, um absorvente, um adsorvente, uma peneira molecular, um catalisador, um transportador de catalisador ou um intermediário para preparar um ou mais dos mesmos. De preferência, o material zeolítico da presente invenção é usado como material cataliticamente ativo, como catalisador ou como componente catalisador, de maior preferência para a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio em uma corrente de gases de escape, de preferência uma corrente de gases de escape de um motor diesel. De maior preferência, para a conversão de um composto C1 em uma ou mais definas, de preferência para a conversão de metanol em uma ou mais definas ou a conversão de um gás sintético compreendendo monóxido de carbono e hidrogênio em uma ou mais definas.
[053] Além disso, a presente invenção refere-se a um método para reduzir seletivamente os óxidos de nitrogênio cataliticamente em uma corrente de gás de escape, de preferência uma corrente de gás de escape de um motor a diesel, o referido método compreendendo colocar a referida corrente de gás de escape em contato com um catalisador que compreende o material zeolítico de acordo com a presente invenção.
[054] Além disso, a presente invenção refere-se a um método para reduzir seletivamente óxidos de nitrogênio cataliticamente em uma corrente de gás de escape, de preferência uma corrente de gás de escape de
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21/71 um motor a diesel, o referido método compreendendo a preparação de um material zeolítico com tipo de estrutura AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio por um processo de acordo com a presente invenção, de preferência um processo de acordo com a presente invenção que compreende apoiar um metal M no material zeolítico de acordo com (vii) e trazer a referida corrente de gás de alta pressão em contato com um catalisador compreendendo o referido material zeolítico.
[055] A presente invenção também se refere a um método para converter cataliticamente um composto C1 em uma ou mais definas, de preferência converter metanol em uma ou mais definas ou converter um gás sintético compreendendo monóxido de carbono e hidrogênio em uma ou mais definas, o referido método compreendendo trazer o referido composto C1 em contato com um catalisador compreendendo o material zeolítico de acordo com a presente invenção.
[056] A presente invenção refere-se ainda a um método para converter cataliticamente um composto C1 em uma ou mais definas, de preferência convertendo metanol em uma ou mais definas ou convertendo um gás sintético compreendendo monóxido de carbono e hidrogênio em uma ou mais definas, o referido método compreendendo a preparação um material zeolítico com estrutura do tipo AEI e com uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio por um processo de acordo com a presente invenção, de preferência um processo de acordo com a presente invenção que compreende um suporte de metal M no material zeolítico de acordo com (vii), e colocando o referido composto C1 em contato com um catalisador compreendendo o referido material zeolítico.
[057] A presente invenção é ainda ilustrada pelo seguinte
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22/71 conjunto de formas de realização e combinações de formas de realização resultantes das dependências e referências anteriores, conforme indicado. Em particular, note-se que em cada caso em que uma variedade de formas de realização é mencionada, por exemplo, no contexto de um termo como “O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 4”, todas as formas de realização nesta faixa devem ser divulgado explicitamente para o técnico, ou seja, a redação deste termo deve ser entendida pelo técnico como sinônimo de “O processo de qualquer uma das formas de realização 1,2, 3 e 4”.
[058] 1. Processo para preparar um material zeolítico com estrutura do tipo AEI e com uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio, o referido processo compreendendo:
(i) fornecer um material zeolítico tendo a estrutura tipo CHA e tendo uma estrutura de suporte compreendendo o elemento tetravalente Y, o elemento trivalente X e oxigênio;
(ii) preparar uma mistura de síntese compreendendo o material zeolítico fornecido em (i), água, uma fonte do elemento tetravalente Y diferente do material zeolítico fornecido em (i) e um agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI;
(iii) submeter a mistura de síntese preparada em (ii) a condições de síntese hidrotérmica compreendendo aquecer a mistura de síntese a uma temperatura na faixa de 100 a 200 °C e manter a mistura de síntese a uma temperatura nesta faixa sob pressão autógena, obtendo-se o material zeolítico com estrutura tipo AEI;
em que Y é um ou mais de Si, Ge, Sn, Ti, Zr;
em que X é um ou mais de Al, B, Ga, In;
em que na estrutura de suporte do material zeolítico fornecido em (i), a razão molar Y: X, calculada como YO2: X2O3, é de no máximo 20:1.
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[059] 2. O processo da forma de realização 1, em que Y é Si.
[060] 3. O processo da forma de realização 1 ou 2, em que X é Al.
[061] 4. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 3, em que Y é Si e X é Al.
[062] 5. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 4, em que pelo menos 95% em peso, de preferência pelo menos 98% em peso, de maior preferência pelo menos 99% em peso, de maior preferência pelo menos 99,5% em peso da estrutura de o material zeolítico fornecido em (i) consiste em Y, X, O e H.
[063] 6. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 5, em que o material zeolítico fornecido em (i) não compreende Cu, de preferência não compreende um ou mais de Cu e Fe, de maior preferência não compreende um ou mais de Fe, Co, Ni, Cu e Zn, de maior preferência não compreende um metal M diferente de Y e X se Y ou X é um metal.
[064] 7. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 6, em que o conteúdo do material zeolítico fornecido em (i) em relação ao Cu, calculado como elemento, de preferência em relação a um ou mais de Cu e Fe, cada um calculado como elemento, de maior preferência em relação a um ou mais de Fe, Co, Ni, Cu e Zn, cada um calculado como elemento, de maior preferência em relação a um metal M, calculado como elemento, exceto Y e X se Y ou X for um metal, é de no máximo 500 ppm em peso, de preferência no máximo 100 ppm em peso, com base no peso total do material zeolítico.
[065] 8. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 7, em que na estrutura de suporte do material zeolítico fornecido em (i), a razão molar Y: X, calculada como YO2: X2O3, está na faixa de 3:1 a 20:1, de preferência na faixa de 4:1 a 15:1, de maior preferência na faixa de 5:1 a 10:1.
[066] 9. Processo para preparar um material zeolítico com
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24/71 estrutura do tipo ΑΕΙ e com uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio, de preferência o processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 8, o referido processo compreendendo:
(i) fornecer um material zeolítico tendo a estrutura tipo CHA e tendo uma estrutura de suporte compreendendo o elemento tetravalente Y, o elemento trivalente X e oxigênio;
(ii) preparar uma mistura de síntese compreendendo o material zeolítico fornecido em (i), água, uma fonte do elemento tetravalente Y diferente do material zeolítico fornecido em (i) e um agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI;
(iii) submeter a mistura de síntese preparada em (ii) a condições de síntese hidrotérmica compreendendo aquecer a mistura de síntese a uma temperatura na faixa de 100 a 200 °C e manter a mistura de síntese a uma temperatura nesta faixa sob pressão autógena, obtendo-se o material zeolítico com estrutura tipo AEI;
em que Y é Si;
em que X é Al;
em que na estrutura de suporte do material zeolítico fornecido em (i), a razão molar Y: X, calculada como YO2: X2O3, está na faixa de 5:1 a 10:1.
[067] 10. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 9, em que o material zeolítico fornecido em (i) é um material zeolítico calcinado, de preferência um material zeolítico calcinado em uma atmosfera gasosa a uma temperatura da atmosfera gasosa na faixa de 350 a 600 °C, de preferência na faixa de 400 a 550 °C, em que a atmosfera gasosa compreende de preferência oxigênio.
[068] 11.0 processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 10, em que o material zeolítico fornecido em (i) está na sua forma H.
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[069] 12. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 11, em que a mistura de sínteses preparada em (ii) que é submetida a (iii) não compreende um material zeolítico com o tipo de estrutura AEI.
[070] 13. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 12, em que a mistura de síntese preparada em (ii), que é submetida a (iii), não contém um material de semente zeolítica com estrutura do tipo AEI.
[071] 14. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 13, em que Y é Si e a fonte do elemento tetravalente Y de acordo com (ii) compreende um ou mais dentre uma silica de processo úmido, uma silica de processo seco e uma silica coloidal.
[072] 15. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 14, em que Y é Si e a fonte do elemento tetravalente Y de acordo com (ii) compreende, de preferência, uma silica coloidal.
[073] 16. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 15, em que o agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI compreende um ou mais compostos contendo cátion fosfônio quaternário e/ ou um ou mais compostos contendo cátion de amônio quaternário, em que o um ou mais compostos contendo cátion de fosfônio compreendem um ou mais compostos contendo R1R2R3R4P+, em que R1, R2, R3 e R4 independentemente um do outro representam alquila (C-i-Ce) opcionalmente substituída e/ ou opcionalmente ramificada, de preferência alquila (C1-C5), de maior preferência alquila (C1-C4), de maior preferência alquila (C2-C3) e ainda de maior preferência para metila ou etila opcionalmente substituída, em que ainda de maior preferência R1, R2, R3 e R4 representam etila opcionalmente substituída, de preferência etila não substituída, em que o um ou mais compostos contendo cátions de amônio quaternário compreendem um ou mais compostos contendo cátions de N,Ndialquila-dialquilpiperidínio, de preferência um ou mais compostos contendo
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26/71 cátion de Ν,Ν-dialquila (Ci-Cs)-dialquila (Ci-C3)-dialquilpiperidínio (C1-C3), de maior preferência um ou mais compostos contendo cátion de Ν,Ν-dialquila (C1C2)-dialquilpiperidônio (C1-C2), em que de maior preferência, o um ou mais compostos contendo cátion de amônio quaternário são selecionados a partir do grupo que consiste em um ou mais compostos contendo cátion de Ν,Ν-dialquila (Ci-C2)-2,6-dialquilpiperidínio (C1-C2) e cátion de Ν,Ν-dialquila (Ci-C2)-3,5dialquilpiperidínio (C1-C2), de maior preferência a partir do grupo que consiste em compostos contendo cátion de N,N-dimetila-2,6-dialquilpiperidínio (C1-C2) e cátion de N,N-dimetila-3,5-dialquilpiperidínio (C1-C2), de maior preferência a partir do grupo que consiste em compostos contendo cátion de N,N-dimetila2,6-dimetilpiperidínio e cátion de N,N-dimetila-3,5-dimetilpiperidínio, em que o um ou mais compostos contendo cátion fosfônio quaternário e/ ou o um ou mais um cátion de amônio quaternário contendo compostos são sais, de preferência selecionados a partir do grupo que consiste em haletos, de preferência cloreto e/ ou brometo, de maior preferência cloreto; hidróxido; sulfato; nitrato; fosfato; acetato; e misturas de dois ou mais destes, de maior preferência a partir do grupo que consiste em cloreto, hidróxido, sulfato e misturas de dois ou mais dos mesmos, em que de maior preferência o um ou mais cátions de fosfônio quaternário contendo compostos e/ ou um ou mais os compostos contendo cátion de amônio quaternário são hidróxidos e/ ou cloretos, e ainda de maior preferência hidróxidos.
[074] 17. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 16, em que o agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI compreende, de preferência, hidróxido de N,N-dimetila-3,5-dimetilpipehdínio.
[075] 18. O processo de qualquer uma das modalidades 1 a 17, em que na mistura de síntese preparada em (ii) que está submetida a (iii), a razão em peso do material zeolítico em relação à fonte do elemento tetravalente Y, calculado como YO2, está na faixa de 1,0:1 a 3,0:1, de
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27/71 preferência na faixa de 1,5:1 a 2,5, de maior preferência na faixa de 2,0:1 a 2,2:1.
[076] 19. O processo de qualquer uma das modalidades 1 a 18, em que na mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii), a razão em peso do material zeolítico em relação à água está na faixa de 0,005:1 a 0,030:1, de preferência na faixa de 0,010:1 a 0,025:1, de maior preferência na faixa de 0,015:1 a 0,020:1.
[077] 20. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 19, em que na mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii), a razão em peso do material zeolítico em relação ao agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI está em o intervalo de 0,1:1 a 0,9:1, de preferência na faixa de 0,3:1 a 0,7:1, de maior preferência na faixa de 0,4:1 a 0,5:1.
[078] 21. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 20, em que a mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) compreende adicionalmente uma fonte de uma base, de preferência uma fonte de hidróxido.
[079] 22. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 21, em que a mistura de sínteses preparada em (ii) que é submetida a (iii) compreende adicionalmente uma fonte de um ou mais de um metal alcalino e um metal alcalino-terroso, de preferência um metal alcalino, de maior preferência sódio.
[080] 23. O processo da forma de realização 21 ou 22, em que a fonte de uma base é a fonte de um ou mais de um metal alcalino e um metal alcalino-terroso, de preferência uma base de metal alcalino, de maior preferência um hidróxido de metal alcalino, de maior preferência hidróxido de sódio.
[081] 24. O processo de qualquer uma das formas de realização 21 a 23, em que na mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii),
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28/71 a razão em peso do material zeolítico em relação à fonte de uma base está na faixa de 0,1:1 a 1,0:1, de preferência na faixa de 0,2:1 a 0,8:1, de maior preferência na faixa de 0,3:1 a 0,6:1.
[082] 25. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 24, em que a mistura de sínteses preparada em (ii) que é submetida a (iii) não compreende uma fonte de Cu, de preferência uma fonte de um ou mais de Cu e Fe, de maior preferência uma fonte de um ou mais de Fe, Co, Ni, Cu e Zn, de maior preferência uma fonte de um metal M diferente de Y e X se Y ou X for um metal.
[083] 26. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 25, em que a mistura de sínteses preparada em (ii) que é submetida a (iii) não compreende uma fonte de fluoreto, de preferência não compreende uma fonte de halogeneto.
[084] 27. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 26, em que a mistura de síntese sintética preparada em (ii) que é submetida a (iii) não compreende uma fonte de Al diferente do material zeolítico fornecido em (i), de preferência não compreende uma fonte de X, de maior preferência não compreende uma fonte de Al, B, Ga, In ou uma combinação dos mesmos, diferente do material zeolítico fornecido em (i).
[085] 28. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 27, em que pelo menos 95% em peso, de preferência pelo menos 98% em peso, de maior preferência pelo menos 99% em peso da mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) consistir no material zeolítico fornecido em (i), a água, a fonte do elemento tetravalente Y, o agente de direcionamento da estrutura da AEI e, de preferência, a fonte de uma base e a fonte de um ou mais metais alcalinos e um metal alcalino-terroso.
[086] 29. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 28, em que a síntese hidrotérmica é realizada sob pressão autógena, de
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29/71 preferência em uma autoclave.
[087] 30. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 29, em que a mistura de sínteses preparada em (ii) é aquecida no autoclave até a temperatura de síntese hidrotérmica a uma taxa de aquecimento na faixa de 0,5 a 4 K/ min, de preferência na faixa de 1 a 3 K/ min.
[088] 31. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 30, em que a temperatura de síntese hidrotérmica está na faixa de 110 a 175 °C, de preferência na faixa de 120 a 150 °C.
[089] 32. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 31, em que as condições de síntese hidrotérmica compreendem a agitação da mistura de síntese.
[090] 33. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 32, em que as condições de síntese hidrotérmica compreendem um tempo de síntese hidrotérmica na faixa de 2 a 120 h, de preferência na faixa de 20 a 100 h, de maior preferência no alcance de 40 a 80 h.
[091] 34. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 33, compreendendo ainda:
(iv) arrefecer a mistura obtida em (iii), de preferência a uma temperatura na faixa de 10 a 50 °C, de maior preferência na faixa de 20 a 35 °C.
[092] 35. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 34, compreendendo ainda:
(v) separar o material zeolítico da mistura obtida a partir de (iii) ou (iv).
[093] 36. O processo da forma de realização 35, em que (v) compreende:
(v.1) submeter a mistura obtida a partir de (iii) ou (iv) a um método de separação sólido-líquido, compreendendo de preferência um método de
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30/71 filtração ou um método de pulverização;
(v.2) de preferência lavar o material zeolítico obtido a partir de (v.1);
(v.3) secar o material zeolítico obtido a partir de (v.1) ou (v.2), de preferência a partir de (v.2).
[094] 37. O processo da forma de realização 36, em que de acordo com (v.2), o material zeolítico é lavado com água, de preferência até que a água de lavagem tenha uma condutividade de no máximo 500 microSiemens, de preferência no máximo 200 microSiemens.
[095] 38. O processo da forma de realização 36 ou 37, em que, de acordo com (v.3), o material zeolítico é seco em uma atmosfera gasosa com uma temperatura na faixa de 80 a 175 °C, de preferência na faixa de 100 a 150 °C.
[096] 39. O processo da forma de realização 38, em que a atmosfera gasosa compreende oxigênio, de preferência é ar, ar pobre ou ar sintético.
[097] 40. O processo de qualquer uma das formas de realização 35 a 39, compreendendo ainda:
(vi) calcinação do material zeolítico obtido a partir de (v).
[098] 41. O processo da forma de realização 40, em que de acordo com (vi), o material zeolítico é calcinado em uma atmosfera gasosa com uma temperatura na faixa de 400 a 600 °C, de preferência na faixa de 450 a 550 °C.
[099] 42. O processo da forma de realização 41, em que a atmosfera gasosa compreende oxigênio, de preferência é ar, ar pobre ou ar sintético.
[0100] 43. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 42, em que na estrutura de suporte do material zeolítico obtido em (iii), a
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31/71 razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2, é de pelo menos 0,01:1, de preferência pelo menos 0,02:1, de maior preferência pelo menos 0,03:1, de maior preferência pelo menos 0,04:1, de maior preferência pelo menos 0,05:1.
[0101] 44. O processo da forma de realização 43, em que na estrutura de suporte do material zeolítico obtido em (iii), a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2, está na faixa de 0,01:1 a 0,23:1, de preferência na faixa de 0,02:1 a 0,21:1, de maior preferência na faixa de 0,03:1 a 0,19:1, de maior preferência na faixa de 0,04:1 a 0,17:1, de maior preferência na faixa de 0,05:1 a 0,15:1, de maior preferência na faixa de 0,06:1 a 0,13:1, de maior preferência na faixa de 0,07:1 a 0,11:1.
[0102] 45. O processo da forma de realização 43, em que na estrutura de suporte do material zeolítico obtido em (iii), a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2, está na faixa de 0,01:1 a 0,17:1, de preferência na faixa de 0,02:1 a 0,15:1, de maior preferência na faixa de 0,03:1 a 0,13:1, de maior preferência na faixa de 0,04:1 a 0,11:1, de maior preferência na faixa de 0,05:1 a 0,09:1.
[0103] 46. Processo para preparar um material zeolítico com estrutura do tipo AEI e com uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio, de preferência o processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 10, o referido processo compreendendo:
(i) fornecer um material zeolítico tendo a estrutura tipo CHA e tendo uma estrutura de suporte compreendendo o elemento tetravalente Y, o elemento trivalente X e oxigênio;
(ii) preparar uma mistura de síntese compreendendo o material zeolítico fornecido em (i), água, uma fonte do elemento tetravalente Y diferente do material zeolítico fornecido em (i) e um agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI;
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32/71 (iii) submeter a mistura de síntese preparada em (ii) a condições de síntese hidrotérmica compreendendo aquecer a mistura de síntese a uma temperatura na faixa de 100 a 200 °C e manter a mistura de síntese a uma temperatura nessa faixa sob pressão autógena, obtendo o material zeolítico com estrutura tipo AEI;
(iv) arrefecer a mistura obtida em (iii), de preferência a uma temperatura na faixa de 10 a 50 °C, de maior preferência na faixa de 20 a 35 °C;
(v) separar o material zeolítico da mistura obtida a partir de (iv), compreendendo:
(v.1) submeter a mistura obtida a partir de (iv) a um método de separação sólido-líquido, compreendendo de preferência um método de filtração ou um método de pulverização;
(v.2) lavagem do material zeolítico obtido a partir de (v.1);
(v.3) secar o material zeolítico obtido a partir de (v.2) em uma atmosfera gasosa com uma temperatura na faixa de 80 a 175 °C;
(vi) calcinação do material zeolítico obtido a partir de (v) em uma atmosfera gasosa com uma temperatura na faixa de 400 a 600 °C;
em que Y é Si e X é Al e em que a razão molar Y: X, calculada como YO2: X2O3, é de no máximo 20:1.
[0104] 47. O processo da forma de realização 46, em que a mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) não compreende uma fonte de fluoreto, de preferência não compreende uma fonte de halogeneto.
[0105] 48. O processo da forma de realização 46 ou 47, em que a mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) não compreende uma fonte de Al, além do material zeolítico fornecido em (i), de preferência não compreendem uma fonte de X, de maior preferência não compreende uma
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33/71 fonte de Al, B, Ga, In ou uma combinação dos mesmos, diferente do material zeolítico fornecido em (i).
[0106] 49. O processo de qualquer uma das formas de realização 46 a 48, caracterizado pelo fato de que, na estrutura de suporte do material zeolítico obtido em (iii), a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2, é pelo menos 0,01:1, de preferência pelo menos 0,02:1, de maior preferência pelo menos 0,03:1, de maior preferência pelo menos 0,04:1, de maior preferência pelo menos 0,05:1.
[0107] 50. O processo da forma de realização 49, em que na estrutura de suporte do material zeolítico obtido em (iii), a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2, está na faixa de 0,01:1 a 0,23:1, de preferência na faixa de 0,02:1 a 0,21:1, de maior preferência na faixa de 0,03:1 a 0,19:1, de maior preferência na faixa de 0,04:1 a 0,17:1, de maior preferência na faixa de 0,05:1 a 0,15:1, de maior preferência na faixa de 0,06:1 a 0,13:1, de maior preferência na faixa de 0,07:1 a 0,11:1.
[0108] 51. O processo da forma de realização 49, em que na estrutura de suporte do material zeolítico obtido em (iii), a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2, está na faixa de 0,01:1 a 0,17:1, de preferência na faixa de 0,02:1 a 0,15:1, de maior preferência na faixa de 0,03:1 a 0,13:1, de maior preferência na faixa de 0,04:1 a 0,11:1, de maior preferência na faixa de 0,05:1 a 0,09:1.
[0109] 52. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 51, compreendendo ainda (vii) apoiar um metal M no material zeolítico, de preferência no material zeolítico obtido a partir de (vi).
[0110] 53. O processo da forma de realização 52, em que (vii) compreende:
(vii.1) preparar uma mistura compreendendo o material zeolítico,
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34/71 de preferência o material zeolítico obtido a partir de (vi), uma fonte de um metal M, um solvente para a fonte do metal M e, opcionalmente, um ácido, de preferência um ácido orgânico, em que o solvente compreende de preferência água, a fonte do metal M compreende de preferência um sal do metal Meo ácido compreende de preferência ácido acético;
(vii.2) aquecer a mistura preparada em (vii.1) a uma temperatura na faixa de 30 a 90 °C, de preferência na faixa de 40 a 80 °C;
(vii.3) de preferência resfriar, de maior preferência de resfriar rapidamente a mistura obtida a partir de (vii.2);
(vii.4) separar o material zeolítico compreendendo o metal M da mistura obtida a partir de (vii.2) ou (vii.3), de preferência a partir de (vii.3), a separação de preferência compreendendo a lavagem do material zeolítico compreendendo o metal M;
(vii.5) de preferência secar o material zeolítico compreendendo o metal M obtido a partir de (vii.4) em uma atmosfera gasosa, de preferência a uma temperatura da atmosfera gasosa na faixa de 90 a 200 °C, de maior preferência na faixa de 100 a 150 °C, em que a atmosfera gasosa compreende de preferência oxigênio;
(vii.6) de preferência calcinar o material zeolítico compreendendo o metal M obtido a partir de (vii.4) ou (vii.5), de preferência a partir de (vii.5), em uma atmosfera gasosa, de preferência a uma temperatura da atmosfera gasosa na faixa de 350 a 600 °C, de maior preferência na faixa de 400 a 550 °C, em que a atmosfera gasosa compreende de preferência oxigênio.
[0111] 54. O processo da forma de realização 52 ou 53, em que o metal M é um metal de transição dos grupos 7 a 12 do sistema periódico de elementos.
[0112] 55. O processo da forma de realização 54, em que o metal M é um ou mais de Fe, Co, Ni, Cu e Zn, de preferência um ou mais de Fe e Cu.
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[0113] 56. O processo da forma de realização 55, em que o metal M compreende, de preferência, Cu.
[0114] 57. O processo de qualquer uma das formas de realização 52 a 56, em que, de acordo com (vii), o metal M é suportado no material zeolítico em uma quantidade na faixa de 0,1 a 5% em peso, de preferência na faixa de 0,2 a 4% em peso, de maior preferência na faixa de 0,5 a 3% em peso, calculado como elemento M e com base no peso total do material zeolítico.
[0115] 58. Um material zeolítico com estrutura do tipo AEI e com uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio, obtenível ou obtido ou preparável ou preparado por um processo de acordo com qualquer uma das formas de realização 1 a 51.
[0116] 59. Material zeolítico compreendendo um metal M, com estrutura do tipo AEI e estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio, obtenível ou obtido ou preparável ou preparado por um processo de acordo com qualquer uma das formas de realização 52 a 57.
[0117] 60. O material zeolítico da forma de realização 58 ou 59, com uma quantidade total de locais ácidos na faixa de 1,0 a 2,0 mmol/g, em que a quantidade total de locais ácidos é definida como a quantidade molar total de amônia dessorvida por massa do material zeolítico determinado de acordo com a dessorção programada por temperatura de amônia (NH3-TPD), conforme descrito no Exemplo de Referência 1.6; em que o material zeolítico tem uma quantidade de sítios ácidos médio na faixa de 0,1 a 0,8 mmol/g, em que a quantidade de sítios ácidos médio é definida como a quantidade de amônia monohidratada por massa do material zeolítico determinado de acordo com à dessorção programada por temperatura de amônia (NH3-TPD) como descrito no Exemplo de Referência 1.6 aqui na faixa de temperatura de 250 a
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500 °C.
[0118] 61. Uso de um material zeolítico de acordo com qualquer uma das formas de realização 58 a 60 como um material cataliticamente ativo, como um catalisador ou como um componente de catalisador.
[0119] 62. O uso da forma de realização 61 para a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio em um fluxo de gases de escape, de preferência um fluxo de gases de escape de um motor diesel.
[0120] 63. O uso da forma de realização 61 para a conversão de um composto C1 em uma ou mais definas, de preferência para a conversão de metanol em uma ou mais definas ou a conversão de um gás sintético compreendendo monóxido de carbono e hidrogênio em uma ou mais definas.
[0121] 64. Método para reduzir seletivamente cataliticamente óxidos de nitrogênio em uma corrente de gás de escape, de preferência uma corrente de gás de escape de um motor diesel, o referido método compreendendo colocar a referida corrente de gás de escape em contato com um catalisador que compreende o material zeolítico de acordo com qualquer um de formas de realização 58 a 60.
[0122] 65. Método para reduzir seletivamente cataliticamente óxidos de nitrogênio em uma corrente de gás de escape, de preferência uma corrente de gás de escape de um motor a diesel, o referido método compreende a preparação de um material zeolítico com estrutura do tipo AEI e uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, elemento trivalente X e oxigênio por um processo de acordo com qualquer uma das formas de realização 1 a 57, de preferência 52 a 57, e colocando a referida corrente de gás de escape em contato com um catalisador compreendendo o referido material zeolítico.
[0123] 66. Método para converter cataliticamente um composto C1 em uma ou mais definas, de preferência converter metanol em uma ou mais
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37/71 olefinas ou converter um gás sintético compreendendo monóxido de carbono e hidrogênio em uma ou mais olefinas, o referido método compreendendo colocar o referido composto C1 em contato com um catalisador compreendendo o material zeolítico de acordo com qualquer uma das formas de realização 58 a 60.
[0124] 67. Método para converter cataliticamente um composto C1 em uma ou mais olefinas, de preferência converter metanol em uma ou mais olefinas ou converter um gás sintético compreendendo monóxido de carbono e hidrogênio em uma ou mais olefinas, o referido método compreendendo a preparação de um material zeolítico com tipo de estrutura AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio por um processo de acordo com qualquer uma das formas de realização 1 a 57, de preferência 52 a 57, e colocando o referido composto C1 em contato com um catalisador compreendendo o referido material zeolítico.
[0125] 68. Um catalisador, de preferência um catalisador para reduzir seletivamente os óxidos de nitrogênio em uma corrente de gás de escape, de preferência uma corrente de gás de escape de um motor a diesel ou para converter cataliticamente um composto C1 em uma ou mais olefinas, de preferência convertendo metanol em um ou mais olefinas ou conversão de um gás sintético compreendendo monóxido de carbono e hidrogênio em uma ou mais olefinas, o referido catalisador compreendendo o material zeolítico de acordo com qualquer uma das formas de realização 58 a 60.
[0126] A presente invenção é ainda ilustrada pelo seguinte conjunto de formas de realização e combinações de formas de realização resultantes das dependências e referências anteriores, conforme indicado. Em particular, note-se que em cada caso em que uma variedade de formas de realização é mencionada, por exemplo, no contexto de um termo como Ό
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38/71 processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 4”, todas as formas de realização nesta faixa devem ser divulgado explicitamente para o técnico, ou seja, a redação deste termo deve ser entendida pelo técnico como sinônimo de “O processo de qualquer uma das formas de realização 1,2, 3 e 4”.
[0127]1. Processo para preparar uma composição compreendendo um material zeolítico com estrutura do tipo AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio, o referido processo compreendendo (i) fornecer um material zeolítico tendo a estrutura tipo CHA e tendo uma estrutura de suporte compreendendo o elemento tetravalente Y, o elemento trivalente X e oxigênio;
(ii) preparar uma mistura de síntese compreendendo o material zeolítico fornecido em (i), água, uma fonte do elemento tetravalente Y diferente do material zeolítico fornecido em (i) e um agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI;
(iii) submeter a mistura de síntese preparada em (ii) a condições de síntese hidrotérmica compreendendo aquecer a mistura de síntese a uma temperatura na faixa de 100 a 200 °C e manter a mistura de síntese a uma temperatura nesta faixa sob pressão autógena, obtendo-se uma mistura compreendendo o material zeolítico com estrutura do tipo AEI;
em que Y é um ou mais de Si, Ge, Sn, Ti, Zr;
em que X é um ou mais de Al, B, Ga, In;
em que na estrutura de suporte do material zeolítico fornecido em (i), a razão molar Y: X, calculada como YO2: X2O3, é de no máximo 20:1.
[0128] 2. O processo da forma de realização 1, em que Y é Si.
[0129] 3. O processo da forma de realização 1 ou 2, em que X é Al.
[0130] 4. O processo de qualquer uma das formas de realização 1
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39/71 a 3, em que Y é Si e X é Al.
[0131] 5. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 4, em que pelo menos 95% em peso, de preferência pelo menos 98% em peso, de maior preferência pelo menos 99% em peso, de maior preferência pelo menos 99,5% em peso da estrutura de o material zeolítico fornecido em (i) consiste em Y, X, O e H.
[0132] 6. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 5, em que o material zeolítico fornecido em (i) não compreende Cu, de preferência não compreende um ou mais de Cu e Fe, de maior preferência não compreende um ou mais de Fe, Co, Ni, Cu e Zn, de maior preferência não compreende um metal M diferente de Y e X se Y ou X é um metal.
[0133] 7. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 5, em que o conteúdo do material zeolítico fornecido em (i) em relação ao Cu, calculado como elemento, de preferência em relação a um ou mais de Cu e Fe, cada um calculado como elemento, de maior preferência em relação a um ou mais de Fe, Co, Ni, Cu e Zn, cada um calculado como elemento, de maior preferência em relação a um metal M, calculado como elemento, exceto Y e X se Y ou X for um metal, é de no máximo 500 ppm em peso, de preferência no máximo 100 ppm em peso, com base no peso total do material zeolítico.
[0134] 8. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 7, em que na estrutura de suporte do material zeolítico fornecido em (i), a razão molar Y: X, calculada como YO2: X2O3, está na faixa de 3:1 a 20:1, de preferência na faixa de 4:1 a 15:1.
[0135] 9. O processo da forma de realização 8, em que na estrutura de suporte do material zeolítico fornecido em (i), a razão molar Y: X, calculada como YO2: X2O3, está na faixa de 5:1 a 10:1.
[0136] 10. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 9, em que o material zeolítico fornecido em (i) é um material zeolítico
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40/71 calcinado, de preferência um material zeolítico calcinado em uma atmosfera gasosa a uma temperatura da atmosfera gasosa na faixa de 350 a 600 °C, de preferência na faixa de 400 a 550 °C, em que o gás na atmosfera compreende de preferência oxigênio.
[0137] 11. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 10, em que o material zeolítico fornecido em (i) está na sua forma H.
[0138] 12. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 11, em que a mistura de sínteses preparada em (ii) que é submetida a (iii) não compreende um material zeolítico com o tipo de estrutura AEI.
[0139] 13. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 12, em que a mistura de síntese preparada em (ii), que é submetida a (iii), não contém um material de semente zeolítica com estrutura do tipo AEI.
[0140] 14. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 13, em que Y é Si e a fonte do elemento tetravalente Y de acordo com (ii) compreende um ou mais dentre uma silica de processo úmido, uma silica de processo seco e uma silica coloidal.
[0141] 15. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 14, em que Y é Si e a fonte do elemento tetravalente Y de acordo com (ii) compreende, de preferência, uma silica coloidal.
[0142] 16. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 15, em que o agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI compreende um ou mais compostos contendo cátion fosfônio quaternário e/ ou um ou mais compostos contendo cátion de amônio quaternário;
em que o um ou mais compostos contendo cátion de fosfônio compreendem um ou mais compostos contendo R1R2R3R4P+, em que R1, R2, R3 e R4 independentemente um do outro representam alquila (C-i-Ce) opcionalmente substituída e/ ou opcionalmente ramificada, de preferência alquila (C1-C5), de maior preferência alquila (C1-C4), de maior preferência
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41/71 alquila (C2-C3) e ainda de maior preferência para metila ou etila opcionalmente substituída, em que ainda de maior preferência R1, R2, R3 e R4 representam etila opcionalmente substituída, de preferência etila não substituída; em que o um ou mais compostos contendo cátions de amônio quaternário compreendem um ou mais compostos contendo cátions de N,N-dialquila-dialquilpiperidínio, de preferência um ou mais compostos contendo cátion de N,N-dialquila (C1-C3)dialquilpiperidínio (C1-C3), de maior preferência um ou mais compostos contendo cátion de N,N-dialquila (Ci-C2)-dialquilpiperidônio (C1-C2), em que de maior preferência, o um ou mais compostos contendo cátion de amônio quaternário são selecionados a partir do grupo que consiste em um ou mais compostos contendo cátion de N,N-dialquila (Ci-C2)-2,6-dialquilpiperidínio (C-iC2) e cátion de N,N-dialquila (C1 -02)-3,5-dialquilpiperidínio (C1-C2), de maior preferência a partir do grupo que consiste em compostos contendo cátion de N, N-dimetila-2,6-dialquilpiperidínio (C1-C2) e cátion de N,N-dimetila-3,5dialquilpiperidínio (C1-C2), de maior preferência a partir do grupo que consiste em compostos contendo cátion de N,N-dimetila-2,6-dimetilpiperidínio e cátion de N,N-dimetila-3,5-dimetilpiperidínio; em que o um ou mais compostos contendo cátion fosfônio quaternário e/ ou o um ou mais um cátion de amônio quaternário contendo compostos são sais, de preferência selecionados a partir do grupo que consiste em haletos, de preferência cloreto e/ ou brometo, de maior preferência cloreto; hidróxido; sulfato; nitrato; fosfato; acetato; e misturas de dois ou mais destes, de maior preferência a partir do grupo que consiste em cloreto, hidróxido, sulfato e misturas de dois ou mais dos mesmos, em que de maior preferência o um ou mais cátions de fosfônio quaternário contendo compostos e/ ou um ou mais os compostos contendo cátion de amônio quaternário são hidróxidos e/ ou cloretos, e ainda de maior preferência hidróxidos.
[0143] 17. O processo de qualquer uma das formas de realização
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42/71 a 16, em que o agente de direcionamento da estrutura de suporte ΑΕΙ compreende, de preferência, hidróxido de N,N-dimetila-3,5-dimetilpiperidínio.
[0144] 18. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 17, em que na mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii), a razão em peso do material zeolítico em relação à fonte do elemento tetravalente Y, calculado como YO2, está na faixa de 1,0:1 a 3,0:1, de preferência na faixa de 1,5:1 a 2,5, de maior preferência na faixa de 2,0:1 a 2,2:1.
[0145] 19. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 18, em que na mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii), a razão em peso do material zeolítico em relação à água está na faixa de 0,005:1 a 0,030:1, de preferência na faixa de 0,010:1 a 0,025:1, de maior preferência na faixa de 0,015:1 a 0,020:1.
[0146] 20. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 19, em que na mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii), a razão em peso do material zeolítico em relação ao agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI está em o intervalo de 0,1:1 a 0,9:1, de preferência na faixa de 0,3:1 a 0,7:1, de maior preferência na faixa de 0,4:1 a 0,5:1.
[0147] 21. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 20, em que a mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) compreende adicionalmente uma fonte de uma base, de preferência uma fonte de hidróxido.
[0148] 22. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 21, em que a mistura de sínteses preparada em (ii) que é submetida a (iii) compreende adicionalmente uma fonte de um ou mais de um metal alcalino e um metal alcalino-terroso, de preferência um metal alcalino, de maior preferência sódio.
[0149] 23. O processo da forma de realização 21 ou 22, em que a
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43/71 fonte de uma base é a fonte de um ou mais de um metal alcalino e um metal alcalino-terroso, de preferência uma base de metal alcalino, de maior preferência um hidróxido de metal alcalino, de maior preferência hidróxido de sódio.
[0150] 24. O processo de qualquer uma das formas de realização 21 a 23, em que na mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii), a razão em peso do material zeolítico em relação à fonte de uma base está na faixa de 0,1:1 a 1,0:1, de preferência na faixa de 0,2:1 a 0,8:1, de maior preferência na faixa de 0,3:1 a 0,6:1.
[0151] 25. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 24, em que a mistura de sínteses preparada em (ii) que é submetida a (iii) não compreende uma fonte de Cu, de preferência uma fonte de um ou mais de Cu e Fe, de maior preferência uma fonte de um ou mais de Fe, Co, Ni, Cu e Zn, de maior preferência uma fonte de um metal M diferente de Y e X se Y ou X for um metal.
[0152] 26. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 25, em que a mistura de sínteses preparada em (ii) que é submetida a (iii) não compreende uma fonte de fluoreto, de preferência não compreende uma fonte de halogeneto.
[0153] 27. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 26, em que a mistura de sínteses preparada em (ii) que é submetida a (iii) não compreende uma fonte de Al, além do material zeolítico fornecido em (i), de preferência não compreende uma fonte de X, de maior preferência não compreende uma fonte de Al, B, Ga, In ou uma combinação dos mesmos, diferente do material zeolítico fornecido em (i).
[0154] 28. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 27, em que pelo menos 95% em peso, de preferência pelo menos 98% em peso, de maior preferência pelo menos 99% em peso da mistura de síntese
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44/71 preparada em (ii) que está submetida a (iii) consistir no material zeolítico fornecido em (i), a água, a fonte do elemento tetravalente Y, o agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI e, de preferência, a fonte de uma base e a fonte de um ou mais metais alcalinos e um metal alcalino-terroso.
[0155] 29. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 28, em que a síntese hidrotérmica é realizada sob pressão autógena, de preferência em uma autoclave.
[0156] 30. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 29, em que a mistura de sínteses preparada em (ii) é aquecida no autoclave até a temperatura de síntese hidrotérmica a uma taxa de aquecimento na faixa de 0,5 a 4 K/ min, de preferência na faixa de 1 a 3 K/ min.
[0157] 31. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 30, em que a temperatura de síntese hidrotérmica está na faixa de 110 a 175 °C, de preferência na faixa de 120 a 150 °C.
[0158] 32. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 31, em que as condições de síntese hidrotérmica compreendem a agitação da mistura de síntese.
[0159] 33. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 32, em que as condições de síntese hidrotérmica compreendem um tempo de síntese hidrotérmica na faixa de 2 a 120 h, de preferência na faixa de 20 a 100 h, de maior preferência no alcance de 40 a 80 h.
[0160] 34. O processo de qualquer uma das formas de realização a 33, compreendendo ainda:
(iv) arrefecer a mistura obtida a partir de (iii), de preferência a uma temperatura na faixa de 10 a 50 °C, de maior preferência na faixa de 20 a 35 °C.
[0161] 35. O processo de qualquer uma das formas de realização a 34, compreendendo ainda:
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45/71 (v) separar uma composição compreendendo um material zeolítico com estrutura do tipo AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio da mistura obtida a partir de (iii) ou (iv).
[0162] 36. O processo da forma de realização 35, em que (v) compreende (v.1) submeter a mistura obtida a partir de (iii) ou (iv) a um método de separação sólido-líquido, compreende de preferência um método de filtração ou um método de pulverização, obtendo uma composição compreendendo um material zeolítico com estrutura do tipo AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio;
(v.2) lavando de preferência a composição obtida a partir de (v. 1);
(v.3) secagem da composição obtida a partir de (v.1) ou (v.2), de preferência a partir de (v.2).
[0163] 37. O processo da forma de realização 36, em que de acordo com (v.2), a composição é lavada com água, de preferência até que a água de lavagem tenha uma condutividade de no máximo 500 microSiemens, de preferência no máximo 200 microSiemens.
[0164] 38. O processo da forma de realização 36 ou 37, em que de acordo com (v.3), a composição é seca em uma atmosfera gasosa com uma temperatura na faixa de 80 a 175 °C, de preferência na faixa de 100 a 150 °C.
[0165] 39. O processo da forma de realização 38, em que a atmosfera gasosa compreende oxigênio, de preferência é ar, ar pobre ou ar sintético.
[0166] 40. O processo de qualquer uma das formas de realização 35 a 39, compreendendo ainda (vi) calcular a composição obtida a partir de (v).
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[0167] 41. O processo da forma de realização 40, em que de acordo com (vi), a composição é calcinada em uma atmosfera gasosa com uma temperatura na faixa de 400 a 600 °C, de preferência na faixa de 450 a 550 °C.
[0168] 42. O processo da forma de realização 41, em que a atmosfera gasosa compreende oxigênio, de preferência é ar, ar pobre ou ar sintético.
[0169] 43. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 42, em que na estrutura de suporte do material zeolítico obtido em (iii), a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2, é pelo menos 0,01:1, de preferência pelo menos 0,02:1, de maior preferência pelo menos 0,03:1, de maior preferência pelo menos 0,04:1, de maior preferência pelo menos 0,05:1.
[0170] 44. O processo da forma de realização 43, em que na estrutura de suporte do material zeolítico obtido em (iii), a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2, está na faixa de 0,01:1 a 0,23:1, de preferência na faixa de 0,02:1 a 0,21:1, de maior preferência na faixa de 0,03:1 a 0,19:1, de maior preferência na faixa de 0,04:1 a 0,17:1, de maior preferência na faixa de 0,05:1 a 0,15:1, de maior preferência na faixa de 0,06:1 a 0,13:1, de maior preferência na faixa de 0,07:1 a 0,11:1.
[0171] 45. O processo da forma de realização 43, em que na estrutura de suporte do material zeolítico obtido em (iii), a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2, está na faixa de 0,01:1 a 0,17:1, de preferência na faixa de 0,02:1 a 0,15:1, de maior preferência na faixa de 0,03:1 a 0,13:1, de maior preferência na faixa de 0,04:1 a 0,11:1, de maior preferência na faixa de 0,05:1 a 0,09:1.
[0172] 46. Processo para preparar uma composição compreendendo um material zeolítico possuindo estrutura tipo AEI e possuindo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um
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47/71 elemento trivalente X e oxigênio, de preferência o processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 10, o referido processo compreendendo (i) fornecer um material zeolítico tendo a estrutura tipo CHA e tendo uma estrutura de suporte compreendendo o elemento tetravalente Y, o elemento trivalente X e oxigênio;
(ii) preparar uma mistura de síntese compreendendo o material zeolítico fornecido em (i), água, uma fonte do elemento tetravalente Y diferente do material zeolítico fornecido em (i) e um agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI;
(iii) submeter a mistura de síntese preparada em (ii) a condições de síntese hidrotérmica compreendendo aquecer a mistura de síntese a uma temperatura na faixa de 100 a 200 °C e manter a mistura de síntese a uma temperatura nesta faixa sob pressão autógena, obtendo-se uma mistura compreendendo o material zeolítico com estrutura do tipo AEI;
(iv) arrefecer a mistura obtida em (iii), de preferência a uma temperatura na faixa de 10 a 50 °C, de maior preferência na faixa de 20 a 35 °C;
(v) separar uma composição compreendendo um material zeolítico com estrutura do tipo AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio da mistura obtida a partir de (iv), (v.1) submeter a mistura obtida a partir de (iv) a um método de separação sólido-líquido, compreendendo de preferência um método de filtração ou um método de pulverização;
(v.2) lavar a composição obtida em (v.1);
(v.3) secar a composição obtida a partir de (v.2) em uma atmosfera gasosa com uma temperatura na faixa de 80 a 175 °C;
(vi) calcular a composição obtida a partir de (v) em uma atmosfera
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48/71 gasosa com uma temperatura na faixa de 400 a 600 °C;
em que Y é Si e X é Al e em que a razão molar Y: X, calculada como YO2: X2O3, é de no máximo 20:1.
[0173] 47. O processo da forma de realização 46, em que a mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) não compreende uma fonte de fluoreto, de preferência não compreende uma fonte de halogeneto.
[0174] 48. O processo da forma de realização 46 ou 47, em que a mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) não compreende uma fonte de Al, além do material zeolítico fornecido em (i), de preferência não compreendem uma fonte de X, de maior preferência não compreende uma fonte de Al, B, Ga, In ou uma combinação dos mesmos, diferente do material zeolítico fornecido em (i).
[0175] 49. O processo de qualquer uma das formas de realização 46 a 48, em que na estrutura de suporte do material zeolítico obtido em (iii), a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2, é pelo menos 0,01:1, de preferência pelo menos 0,02:1, de maior preferência pelo menos 0,03:1, de maior preferência pelo menos 0,04:1, de maior preferência pelo menos 0,05:1.
[0176] 50. O processo da forma de realização 49, em que na estrutura de suporte do material zeolítico obtido em (iii), a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2, está na faixa de 0,01:1 a 0,23:1, de preferência na faixa de 0,02:1 a 0,21:1, de maior preferência na faixa de 0,03:1 a 0,19:1, de maior preferência na faixa de 0,04:1 a 0,17:1, de maior preferência na faixa de 0,05:1 a 0,15:1, de maior preferência na faixa de 0,06:1 a 0,13:1, de maior preferência na faixa de 0,07:1 a 0,11:1.
[0177] 51. O processo da forma de realização 49, em que na estrutura de suporte do material zeolítico obtido em (iii), a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2, está na faixa de 0,01:1 a 0,17:1, de preferência na
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49/71 faixa de 0,02:1 a 0,15:1, de maior preferência na faixa de 0,03:1 a 0,13:1, de maior preferência na faixa de 0,04:1 a 0,11:1, de maior preferência na faixa de 0,05:1 a 0,09:1.
[0178] 52. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 51, em que mais de 50% em peso, de preferência pelo menos 60% em peso, de maior preferência pelo menos 70% em peso da composição compreendendo um material zeolítico com estrutura do tipo AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio, consiste no material zeolítico tendo o tipo de estrutura AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio.
[0179] 53. O processo da forma de realização 52, em que pelo menos 75% em peso, de preferência pelo menos 85% em peso, de maior preferência pelo menos 90% em peso da composição compreendendo um material zeolítico com tipo de estrutura AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio consistem no material zeolítico com estrutura do tipo AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio.
[0180] 54. O processo da forma de realização 52 ou 53, em que pelo menos 90% em peso, de preferência pelo menos 95% em peso, de maior preferência pelo menos 99% em peso da composição consistem no material zeolítico com estrutura do tipo AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio e um material zeolítico com estrutura do tipo CHA e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio.
[0181] 55. O processo de qualquer uma das formas de realização
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50/71 a 54, compreendendo ainda (vii) apoiar um metal M na composição que compreende um material zeolítico com estrutura tipo AEI e uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio,, de preferência na composição que compreende uma estrutura zeolítica material possuindo estrutura tipo AEI e possuindo estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio, obtido a partir de (vi).
[0182] 56. O processo da forma de realização 55, em que (vii) compreende (vii.1) preparar uma mistura compreendendo a composição compreendendo um material zeolítico com estrutura do tipo AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio,, de preferência a composição compreendendo um material zeolítico com estrutura do tipo AEI e com uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio, obtido a partir de (vi), uma fonte de um metal M, um solvente para a fonte de o metal M, e opcionalmente um ácido, de preferência um ácido orgânico, em que o solvente compreende de preferência água, a fonte do metal M compreende de preferência um sal do metal Meo ácido compreende de preferência ácido acético;
(vii.2) aquecer a mistura preparada em (vii.1) a uma temperatura na faixa de 30 a 90 °C, de preferência na faixa de 40 a 80 °C;
(vii.3) de preferência resfriar, de maior preferência de resfriar rapidamente a mistura obtida a partir de (vii.2);
(vii.4) separar a composição compreendendo o metal M da mistura obtida a partir de (vii.2) ou (vii.3), de preferência a partir de (vii.3), separando de preferência a lavagem de composição compacta compreendendo
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51/71 o metal Μ;
(vii.5) de preferência a secagem da composição compreendendo o metal M obtido a partir de (vii.4) em uma atmosfera gasosa, de preferência a uma temperatura da atmosfera gasosa na faixa de 90 a 200 °C, de maior preferência na faixa de 100 a 150 °C, em que a atmosfera gasosa compreende de preferência oxigênio;
(vii.6) de preferência calcinando a composição compreendendo o metal M obtido a partir de (vii.4) ou (vii.5), de preferência a partir de (vii.5), em uma atmosfera gasosa, de preferência a uma temperatura do gás atmosfera na faixa de 350 a 600 °C, de maior preferência na faixa de 400 a 550 °C, em que a atmosfera gasosa compreende de preferência oxigênio.
[0183] 57. O processo da forma de realização 55 ou 56, em que o metal M é um metal de transição dos grupos 7 a 12 do sistema periódico de elementos.
[0184] 58. O processo da forma de realização 57, em que o metal M é um ou mais de Fe, Co, Ni, Cu e Zn, de preferência um ou mais de Fe e Cu.
[0185] 59. O processo da forma de realização 58, em que o metal M compreende, de preferência, Cu.
[0186] 60. O processo de qualquer uma das formas de realização 55 a 59, em que, de acordo com (vii), o metal M é suportado na composição em uma quantidade na faixa de 0,1 a 5% em peso, de preferência na faixa de 0,2 a 4% em peso, de maior preferência na faixa de 0,5 a 3% em peso, calculado como elemento M e com base no peso total da composição.
[0187] 61. Composição que compreende um material zeolítico possuindo estrutura tipo AEI e possuindo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio, obtenível ou obtido ou preparável ou preparado por um processo de acordo com qualquer uma das formas de realização 1 a 54.
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[0188] 62. Uma composição compreendendo um material zeolítico com estrutura tipo AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio, obtenível ou obtido ou preparável ou preparado por um processo de acordo com qualquer uma das formas de realização 55 a 60.
[0189] 63. A composição da forma de realização 61 ou 62, com uma quantidade total de locais ácidos na faixa de 1,0 a 2,0 mmol/g, em que a quantidade total de locais ácidos é definida como a quantidade molar total de amônia dessorvida por massa de composição determinada de acordo com a dessorção programada por temperatura de amônia (NH3-TPD) como descrito no Exemplo de Referência 1.6; em que a composição possui uma quantidade de locais ácidos médios na faixa de 0,1 a 0,8 mmol/g, em que a quantidade de locais ácidos médios é definida como a quantidade de amônia dessorvida por massa da composição determinada de acordo com a dessorção programada por temperatura de amônia (NH3-TPD) como descrito no Exemplo de Referência 1.6 aqui na faixa de temperatura de 250 a 500 °C.
[0190] 64. Uso de uma composição de acordo com qualquer uma das formas de realização 61 a 63 como um material cataliticamente ativo, como um catalisador ou como um componente de catalisador.
[0191] 65. O uso da forma de realização 64 para a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio em um fluxo de gases de escape, de preferência um fluxo de gases de escape de um motor diesel.
[0192] 66. O uso da forma de realização 64 para a conversão de um composto C1 em uma ou mais definas, de preferência para a conversão de metanol em uma ou mais definas ou a conversão de um gás sintético compreendendo monóxido de carbono e hidrogênio em uma ou mais definas.
[0193] 67. Método para redução seletiva de óxidos de nitrogênio cataliticamente em uma corrente de gás de escape, de preferência uma
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53/71 corrente de gás de escape de um motor diesel, o referido método compreendendo colocar a referida corrente de gás de escape em contato com um catalisador que compreende a composição de acordo com qualquer uma das formas de realização 61 a 63.
[0194] 68. Método para redução seletiva de óxidos de nitrogênio cataliticamente em uma corrente de gás de escape, de preferência uma corrente de gás de escape de um motor diesel, o referido método compreendendo a preparação de uma composição compreendendo um material zeolítico com tipo de estrutura AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio através de um processo de acordo com qualquer um dos corpos 1 a 60, de preferência 55 a 60, e colocando a referida corrente de gás de escape em contato com um catalisador compreendendo a referida composição.
[0195] 69. Método para converter cataliticamente um composto C1 em uma ou mais definas, de preferência converter metanol em uma ou mais definas ou converter um gás sintético compreendendo monóxido de carbono e hidrogênio em uma ou mais definas, o referido método compreendendo colocar o referido composto C1 em contato com um catalisador compreendendo a composição de acordo com qualquer uma das formas de realização 61 a 63.
[0196] 70. Método para converter cataliticamente um composto C1 em uma ou mais definas, de preferência converter metanol em uma ou mais definas ou converter um gás sintético compreendendo monóxido de carbono e hidrogênio em uma ou mais definas, o referido método compreendendo a preparação de uma composição compreendendo um material zeolítico tendo tipo de estrutura AEI e tendo uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio por um processo de acordo com qualquer um dos corpos corporais 1 a 60, de preferência 55 a
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60, e colocando o referido composto C1 em contato com um catalisador compreendendo a referida composição.
[0197] 71. Um catalisador, de preferência um catalisador para reduzir seletivamente os óxidos de nitrogênio em uma corrente de gás de escape, de preferência uma corrente de gás de escape de um motor a diesel, ou para converter cataliticamente um composto C1 em uma ou mais definas, de preferência convertendo metanol em um ou mais definas ou conversão de um gás sintético compreendendo monóxido de carbono e hidrogênio em uma ou mais definas, o referido catalisador compreendendo a composição de acordo com qualquer uma das formas de realização 61 a 63.
[0198] A presente invenção é ainda ilustrada pelos seguintes exemplos, exemplos comparativos e exemplos de referência.
Exemplos
[0199] Exemplo de Referência 1.1: Determinação da cristalinidade.
[0200] A cristalinidade dos materiais zeolíticos de acordo com a presente invenção foi determinada por análise de XRD. Os dados foram coletados usando um difratômetro Bragg-Brentano padrão com uma fonte de raios-X de Cu e um detector de ponto dispersivo de energia. A faixa angular de 2 0 a 70 0 (2 teta) foi digitalizada com um tamanho de passo de 0,02 °, enquanto a fenda de divergência variável foi ajustada para um ângulo de abertura constante de 0,3 °. Os dados foram então analisados usando o software TOPAS V5, em que os picos de difração acentuados foram modelados usando as fases PONKCS para AEI e FAU e a estrutura cristalina para CHA. O modelo foi preparado como descrito em Madsen, I. C. et al. Isso foi refinado para ajustar os dados. Um pico independente foi inserido na posição angular 28 °. Isso foi usado para descrever o conteúdo amorfo. O conteúdo cristalino descreve a intensidade do sinal cristalino até a intensidade
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55/71 total dispersa. Também foram incluídos no modelo um plano de fundo linear, Lorentz e correções de polarização, parâmetros de treliça, grupo espacial e tamanho de cristalito.
[0201] Exemplo de Referência 1.2: Determinação da área superficial específica da BET.
[0202]A área superficial específica da BET foi determinada de acordo com a ISO 9277, segunda edição de 2010, via fisioterapia de nitrogênio a 77 K.
[0203] Exemplo de referência 1.3: Determinação do valor C.
[0204] O valor C (parâmetro BET) foi determinado como descrito na ISO 9277, segunda edição 2010, seção 7.2.
[0205] Exemplo de referência 1.4: Determinação dos padrões XRD.
[0206] Os padrões de difração de XRD foram determinados como descrito no Exemplo de Referência 1.1.
[0207] Exemplo de Referência 1.5: Microscopia Eletrônica de Varredura.
[0208]As imagens SEM (Microscopia Eletrônica de Varredura) (imagem de elétron secundário (SE) a 15 kV (quilovolt)) foram feitas usando um Hitachi TM3000.
[0209] Exemplo de referência 1.6: Dessorção programada por temperatura de amônia (NH3-TPD).
[0210]A dessorção de amônia programada pela temperatura (NHs-TPD) foi realizada em uma unidade de análise de quimisorção automatizada (Micromeritics AutoChem II 2920) com um detector de condutividade térmica. A análise contínua das espécies dessorvidas foi realizada usando um espectrômetro de massa on-line (OmniStar QMG200 da Pfeiffer Vacuum). A amostra (0,1 g) foi introduzida em um tubo de quartzo e
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56/71 analisada usando o programa descrito abaixo. A temperatura foi medida por meio de um termopar Ni/ Cr/ Ni imediatamente acima da amostra no tubo de quartzo. Para as análises, He de pureza 5.0 foi utilizado. Antes de qualquer medição, uma amostra em branco foi analisada para calibração.
[0211] 1. Preparação: Início da gravação; uma medição por segundo. Aguarde 10 minutos a 25 °C e uma taxa de fluxo He de 30 cm3/ min (temperatura ambiente (cerca de 25 °C) e 1 atm); aqueça até 600 °C a uma taxa de aquecimento de 20 K/ min; segure por 10 minutos. Arrefecer sob um fluxo He (30 cm3/ min) a 100 °C a uma taxa de resfriamento de 20 K/ min (temperatura da rampa do forno); Arrefecer sob um fluxo He (30 cm3/ min) a 100 °C a uma taxa de resfriamento de 3 K/ min (temperatura da rampa da amostra).
[0212] 2. Saturação com NHs: Início da gravação; uma medição por segundo. Altere o fluxo de gás para uma mistura de 10% de NHs em He (75 cm3/ min; 100 °C e 1 atm) a 100 °C; segure por 30 minutos.
[0213] 3. Remoção do excesso: Início da gravação; uma medição por segundo. Altere o fluxo de gás para um fluxo He de 75 cm3/ min (100 °C e 1 atm) a 100 °C; segure por 60 min.
[0214] 4. NHs-TPD: Início da gravação; uma medição por segundo. Aquecer sob um fluxo He (vazão: 30 cm3/ min) a 600 °C a uma taxa de aquecimento de 10 K/ min; segure por 30 minutos.
[0215] 5. Fim da medição.
[0216] A amônia dessorvida foi medida por meio do espectrômetro de massa on-line, que demonstra que o sinal do detector de condutividade térmica foi causado por amônia dessorvida. Isso envolveu a utilização do sinal m/ z = 16 da munição para monitorar a dessorção da amônia. A quantidade de amônia adsorvida (mmol/g de amostra) foi determinada por meio do software Micromeritics através da integração do sinal TPD com uma linha de base
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57/71 horizontal.
[0217] Exemplo de referência 1.7: Determinação da captação de água.
[0218] As medições de isotermas de adsorção/ dessorção de água foram realizadas em um instrumento VTI SA da TA Instruments, seguindo um programa de etapa isotérmica. O experimento consistiu em uma execução ou uma série de execuções realizadas em um material de amostra que foi colocado na bandeja de microbalança dentro do instrumento. Antes do início da medição, a umidade residual da amostra foi removida aquecendo a amostra a 100 °C (rampa de aquecimento de 5 °C/ min) e mantendo-a por 6 horas sob um fluxo de N2. Após o programa de secagem, a temperatura na célula foi reduzida para 25 °C e mantida isotérmica durante as medições. A microbalança foi calibrada e o peso da amostra seca foi equilibrado (desvio máximo de massa de 0,01% em peso). A captação de água pela amostra foi medida como o aumento de peso em relação ao da amostra seca. Primeiro, uma curva de adsorção foi medida aumentando a umidade relativa (RH) (expressa como % em peso de água na atmosfera dentro da célula) à qual as amostras foram expostas e medindo a captação de água pela amostra em equilíbrio. A RH foi aumentada com uma etapa de 10% de 5% a 85% e a cada etapa o sistema controlava a RH e monitorava o peso da amostra até atingir as condições de equilíbrio e registrar a captação de peso. A quantidade total de água adsorvida pela amostra foi coletada após a amostra ter sido exposta à RH a 85%. Durante a medição da dessorção, a RH diminuiu de 85% para 5% com uma etapa de 10% e a mudança no peso da amostra (captação de água) foi monitorada e registrada.
[0219] Exemplo 1: Preparação de um material zeolítico com estrutura do tipo AEI.
[0220] a) Fornecer um material zeolítico CHA.
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[0221] Um material zeolítico CHA (forma de sódio) foi preparado de acordo com o método de síntese livre de placas, conforme descrito no documento WO 2013/068976 A, no Exemplo 2, página 43, linha 29 a página 44, linha 8.
[0222] O material zeolítico tinha uma relação silica: alumina (S1O2: AI2O3) de 9:1.
[0223] b) Preparando um material zeolítico AEI
Materiais utilizados:
NaOH (solução aquosa; 50% em peso): 70,73 g
Água desionizada: 770,71 g
1,1,3,5-tetrametilpiperidínio OH (Sachem; mistura aquosa, 19,77% 196,18 g em peso):
Ludox® AS40 (Grace; silica coloidal; solução aquosa, 40% em peso): 219,80 g Material zeolítico CHA, de acordo com a) acima: 16,40 g.
[0224] Um copo foi enchido com 670,71 g de água desionizada e, sob agitação, a solução de NaOH foi adicionada. Em seguida, o composto modelo (hidróxido de 1,1,3,5-tetrametilpiperidínio) foi adicionado sob agitação, seguido pela adição do material zeolítico CHA sob agitação. Esta mistura foi ainda agitada durante 1 h. Em seguida, a solução de silica coloidal foi adicionada sob agitação e a mistura resultante foi agitada por mais 0,5 h. A suspensão obtida foi transferida para uma autoclave de 2,5 L e as linhas envolvidas foram lavadas com os restantes 100 g da água desionizada. Em seguida, a autoclave foi selada.
[0225] Dentro de 1 h, a mistura na autoclave foi aquecida a uma temperatura de 140 °C e mantida a esta temperatura de cristalização por 72 h sob agitação a 250 rpm. Após a liberação da pressão e o resfriamento à temperatura ambiente, a suspensão obtida foi submetida a filtração usando um filtro do tipo noz-pecã e o bolo do filtro foi lavado com água desionizada até que
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59/71 a água de lavagem tivesse uma condutividade inferior a 200 microSiemens. O material zeolítico assim lavado foi seco durante a noite a 120 °C sob ar em um forno de convecção, seguido de aquecimento a uma taxa de aquecimento de 2 K/ min a uma temperatura de 500 °C e calcinado a esta temperatura por 5 h. Foram obtidos 15,4 g de material zeolítico, o rendimento no espaço-tempo foi de 73,95 kg/ m3/d.
[0226] Análise elementar do material zeolítico, em % em peso: Si = 35; Al = 5,8; Na = 3,5.
[0227] Consequentemente, na estrutura de suporte do material zeolítico AEI obtido, a razão molar Y: X, calculada como YO2: X2O3, era 11,59:1, a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2, era 0,086:1.
[0228] A cristalinidade foi de 77%, determinada como descrito no Exemplo de Referência 1.1. A área superficial específica da BET foi de 569 m2/ g, determinada como descrito no Exemplo de Referência 1.2. O valor C foi -66, determinado como descrito no Exemplo de Referência 1.3. O padrão de XRD, determinado como descrito no Exemplo de Referência 1.4, é mostrado na Figura 1. A imagem SEM, determinada como descrito no Exemplo de Referência 1.5, é mostrada na Figura 2.
[0229] 78% do material cristalino era material zeolítico com estrutura tipo AEI, 22% do material era material zeolítico com estrutura tipo CHA.
[0230] Exemplo 2: Preparação de um material zeolítico com estrutura do tipo AEI.
[0231] a) Fornecer um material zeolítico CHA.
[0232] Foi fornecido um material zeolítico CHA de ocorrência natural, obtido de ZMM-Zeofume, lote no. 311855, compreendendo, em % em peso: Si = 26,1; Al = 7,1; Na = 3,5; Ca = 1,3; K=0,8; Mg = 0,9.
[0233] O material zeolítico tinha uma razão de silica: alumina
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60/71 (SiO2: AI2O3) de 7,4:1.
[0234]A área superficial específica da BET foi de 402 m2/ g, determinada como descrito no Exemplo de Referência 1.2. A área da superfície de Langmuir era de 525 m2/ g. A cristalinidade do material foi de 65%, determinada como descrito no Exemplo de Referência 1.1. O tamanho médio das partículas era de 42 nm.
[0235]A Figura 5 mostra a imagem SEM do material zeolítico, determinado como descrito no Exemplo de Referência 1.5. A Figura 6 mostra o padrão de XRD do material zeolítico, determinado como descrito no Exemplo de Referência 1.4. A Figura 7 mostra a isotérmica de captação de água do material zeolítico, determinado como descrito no Exemplo de Referência 1.7.
[0236] b) Preparar um material zeolítico AEI
Materiais utilizados:
NaOH (solução aquosa; 50% em peso): 70,73 g
Água desionizada: 770,71 g
1,1,3,5-tetrametilpiperidínio OH (Sachem; mistura aquosa, 19,77% 196,18 g em peso):
Ludox® AS40 (Grace; silica coloidal; solução aquosa, 40% em peso): 219,80 g Material zeolítico CHA, de acordo com a) acima: 16,40 g.
[0237] Um copo foi enchido com 670,71 g de água desionizada e, sob agitação, a solução de NaOH foi adicionada. Em seguida, o composto modelo (hidróxido de 1,1,3,5-tetrametilpiperidínio) foi adicionado sob agitação, seguido pela adição do material zeolítico CHA sob agitação. Esta mistura foi ainda agitada durante 1 h. Em seguida, a solução de silica coloidal foi adicionada sob agitação e a mistura resultante foi agitada por mais 0,5 h. A suspensão obtida foi transferida para uma autoclave de 2,5 L e as linhas envolvidas foram lavadas com os restantes 100 g da água desionizada. Em seguida, a autoclave foi selada.
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[0238] Dentro de 1 h, a mistura na autoclave foi aquecida a uma temperatura de 140 °C e mantida a esta temperatura de cristalização por 72 h sob agitação a 250 rpm. Após a liberação da pressão e o resfriamento à temperatura ambiente, a suspensão obtida foi submetida a filtração usando um filtro do tipo noz-pecã e o bolo do filtro foi lavado com água desionizada até que a água de lavagem tivesse uma condutividade inferior a 200 microSiemens. O material zeolítico assim lavado foi seco durante a noite a 120 °C sob ar em um forno de convecção, seguido de aquecimento a uma taxa de aquecimento de 2 K/ min a uma temperatura de 500 °C e calcinação a esta temperatura por 5 h. Foram obtidos 22,0 g de material zeolítico, o rendimento no espaço-tempo foi de 5,64 kg/ m3/ d.
[0239] Análise elementar do material zeolítico, em % em peso: Si = 34; Al = 4,3; Na = 2,3.
[0240]Assim, na estrutura de suporte do material zeolítico AEI obtido, a razão molar Y: X, calculada como YO2: X2O3, foi de 15,2:1, a razão molar X: Y, calculada como X2O3: YO2, foi de 0,066:1.
[0241] A cristalinidade foi de 72%, determinada como descrito no Exemplo de Referência 1.1. A área superficial específica da BET foi de 494 m2/ g, determinada como descrito no Exemplo de Referência 1.2. O valor de C foi 69, determinado como descrito no Exemplo de Referência 1.3. O padrão de XRD, determinado como descrito no Exemplo de Referência 1.4, é mostrado na Figura 3. A imagem SEM, determinada como descrito no Exemplo de Referência 1.5, é mostrada na Figura 4.
[0242] 94% do material cristalino era material zeolítico com estrutura do tipo AEI, 6% do material era material zeolítico com estrutura do tipo CHA.
[0243] Exemplo Comparativo 1: Tentativa de preparar um material zeolítico com estrutura tipo AEI.
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[0244] a) Fornecer um material zeolítico CHA.
[0245] Um material zeolítico CHA foi preparado de acordo com o Exemplo 1 do documento WO 2013/182974 A1, na página 47, linhas 1 a 18.
[0246] O material zeolítico tinha uma proporção de silica: alumina (S1O2: AI2O3) de 22,4:1.
[0247] b) Tentativa de preparar um material de AEI
Materiais utilizados:
NaOH (solução aquosa; 50% em peso): 70,27 g
Água desionizada: 769,56 g
1,1,3,5-tetrametilpiperidínio OH (Sachem; mistura aquosa, 19,77% 197,96 g em peso):
Ludox® AS40 (Grace; silica coloidal; solução aquosa, 40% em peso): 219,60 g Material zeolítico CHA, de acordo com a) acima: 16,40 g.
[0248] Um copo foi enchido com 670,7 g de água desionizada e, sob agitação, a solução de NaOH foi adicionada. Em seguida, o composto modelo (hidróxido de 1,1,3,5-tetrametilpiperidínio) foi adicionado sob agitação, seguido pela adição do material zeolítico CHA sob agitação. Esta mistura foi ainda agitada durante 1 h. Em seguida, a solução de silica coloidal foi adicionada sob agitação e a mistura resultante foi agitada por mais 0,5 h. A suspensão obtida foi transferida para uma autoclave de 2,5 L e as linhas envolvidas foram lavadas com a água desionizada restante. Então, a autoclave foi selada.
[0249] Dentro de 1 h, a mistura na autoclave foi aquecida a uma temperatura de 140 °C e mantida a esta temperatura de cristalização por 72 h sob agitação a 250 rpm. Após a liberação da pressão e o resfriamento à temperatura ambiente, a suspensão obtida foi submetida a filtração usando um filtro do tipo noz-pecã e o bolo do filtro foi lavado com água desionizada até que a água de lavagem tivesse uma condutividade inferior a 200 microSiemens. O
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63/71 material zeolítico assim lavado foi seco durante a noite a 120 °C sob ar em uma estufa de convecção.
[0250] Análise elementar da amostra seca, em % em peso: Si = 1,1; Al = < 0,03; Na = 0,5.
[0251] A análise por XRD do material seco mostrou que a amostra era amorfa, isto é, que o tratamento hidrotérmico descrito acima não levou à cristalização.
[0252] Exemplo Comparativo 2: Tentativa de preparar um material zeolítico com estrutura tipo AEI.
[0253] a) Fornecer um material zeolítico CHA.
[0254] Colocaram-se 2.040 kg de água em um recipiente com agitação e adicionaram-se 3.924 kg de uma solução de hidróxido de 1adamantiltrimetilamônio (solução aquosa a 20%) sob agitação. Foram adicionados 415,6 kg de uma solução de hidróxido de sódio (solução aquosa a 20% em peso), seguidos por 679 kg de triisopropilato de alumínio (Dorox® D 10, Ineos), após o que a mistura resultante foi agitada por 5 min. Foram adicionados 7800,5 kg de uma solução de silica coloidal (solução aquosa a 40% em peso; Ludox® AS40, Sigma Aldrich) e a mistura resultante foi agitada por 15 minutos antes de ser transferida para uma autoclave. 1.000 kg de água destilada usada para lavar o vaso de agitação foram adicionados à mistura na autoclave e a mistura final foi então aquecida sob anel de agitação por 16 h a 170 °C. O produto sólido foi então removido por filtração e o bolo do filtro lavado com água destilada. O bolo do filtro resultante foi então disperso em água destilada em um tanque de mistura de secagem por spray para obter uma pasta com uma concentração de sólidos de aproximadamente 24% e a secagem por spray, em que a temperatura de entrada foi ajustada para 477 a 482 °C e a temperatura de saída foi medida em 127 a 129 °C, proporcionando assim um pó seco por pulverização de um zeólito possuindo a estrutura de
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64/71 suporte CHA.
[0255] O material resultante tinha uma área superficial específica de BET de 558 m2/ g e uma cristalinidade de 105%, conforme determinado por difração de raios X em pó. O teor de sódio do produto foi determinado como sendo 0,75% em peso calculado como Na2O.
[0256] O material zeolítico tinha uma proporção de silica: alumina (S1O2: AI2O3) de 34:1.
[0257] A Figura 10 mostra a imagem SEM do material zeolítico, determinado como descrito no Exemplo de Referência 1.5.
[0258] b) Tentativa de preparar um material de AEI
Materiais utilizados:
NaOH (solução aquosa; 50% em peso): 70,73 g
Água desionizada: 770,71 g
1,1,3,5-tetrametilpiperidínio OH (Sachem; mistura aquosa, 19,77% 196,18 g em peso):
Ludox® AS40 (Grace; silica coloidal; solução aquosa, 40% em peso): 219,80 g Material zeolítico CHA, de acordo com a) acima: 16,40 g.
[0259] Um copo foi enchido com 670,7 g de água desionizada e, sob agitação, a solução de NaOH foi adicionada. Em seguida, o composto modelo (hidróxido de 1,1,3,5-tetrametilpiperidínio) foi adicionado sob agitação, seguido pela adição do material zeolítico CHA sob agitação. Esta mistura foi ainda agitada durante 1 h. Em seguida, a solução de silica coloidal foi adicionada sob agitação e a mistura resultante foi agitada por mais 0,5 h. A suspensão obtida foi transferida para uma autoclave de 2,5 L e as linhas envolvidas foram lavadas com a água desionizada restante. Então, a autoclave foi selada.
[0260] Dentro de 1 h, a mistura na autoclave foi aquecida a uma temperatura de 140 °C e mantida a esta temperatura de cristalização por 72 h
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65/71 sob agitação a 250 rpm. Após a liberação da pressão e o resfriamento à temperatura ambiente, verificou-se que o conteúdo da autoclave era completamente líquido.
[0261] Portanto, o tratamento hidrotérmico descrito acima não levou à cristalização.
[0262] Exemplo Comparativo 3: Tentativa de preparar um material zeolítico com estrutura do tipo AEI.
[0263] a) Fornecer um material zeolítico com estrutura do tipo CHA.
[0264] Foi fornecido um material zeolítico comercial com estrutura tipo CHA da Zeolyst, com uma razão de silica: alumina (S1O2: AI2O3) de 38,0.
[0265] b) Preparação de um material zeolítico com estrutura tipo BEA a partir do material zeolítico fornecido em a)
Materiais utilizados:
Aluminato de sódio, Aldrich, CAS no. 1302-42-7: 24,75 g
Silicato de sódio, Woellner, CAS no. 1344-09-8 555,27 g
Ludox® AS40 (Grace; silica coloidal; solução aquosa, 40% em peso): 96,21 g Água desionizada: 534,63 g
Material zeolítico CHA, de acordo com a) acima: 18,28 g.
[0266] Em um primeiro vaso, o material zeolítico CHA foi suspenso em água sob agitação a 100 rpm dentro de 30 min. Em um segundo vaso, o aluminato de sódio foi misturado com água e dissolvido sob agitação a 50 rpm em 30 minutos. O conteúdo dos dois vasos foi combinado sob agitação a 50 rpm. As linhas foram lavadas com água desionizada. Subsequentemente, o silicato de sódio foi adicionado sob agitação a 25 rpm e as linhas foram detectadas com água desionizada. Posteriormente, o Ludox® AS40 foi adicionado sob agitação a 25 rpm e as linhas foram detectadas com água desionizada. A mistura foi aquecida sob pressão autógena dentro de 3 h a uma
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66/71 temperatura de 120 °C e mantida a esta temperatura sob agitação a 25 rpm por 84 h. Após arrefecimento até à temperatura ambiente, a mistura resultante foi homogeneizada por agitação adicional a 60 rpm durante 30 min. A suspensão resultante foi submetida a filtração usando um filtro do tipo noz-pecã e lavada com água desionizada até a água de lavagem ter uma condutividade inferior a 20 microSiemens. O bolo do filtro resultante foi seco durante a noite a 120 °C em um forno de convecção sob ar.
[0267]A área superficial específica da BET foi de 471 m2/ g, determinada como descrito no Exemplo de Referência 1.2. O valor de C foi -53, determinado como descrito no Exemplo de Referência 1.3. Análise elementar do material zeolítico seco, em % em peso: Si = 31,0; Al = 5,6; Na = 4,6.
[0268] c) Preparar a forma de amônio do material zeolítico com estrutura tipo BEA preparada em b).
[0269] 100 g do material zeolítico preparado em b) foram misturados com 100 g de uma solução aquosa a 10% em peso de nitrato de amônio e agitados a 80 °C por 2 h. Utilizando um filtro do tipo noz-pecã, o bolo do filtro foi lavado sem nitrato com água desionizada. O tratamento com nitrato de amônio e a lavagem foram repetidos uma vez. O bolo do filtro resultante foi seco durante a noite a 120 °C sob ar. Foram obtidos 90 g de material seco.
[0270]Análise elementar do material zeolítico seco, em % em peso: Si = 33,0; Al = 6,0; Na = 0,05.
[0271] d) Preparação da forma H do material zeolítico com estrutura tipo BEA preparada em c).
[0272] O material zeolítico preparado em c) foi calcinado a 500 °C por 5 h sob ar.
[0273] O material zeolítico tinha uma proporção de silica: alumina (S1O2: AI2O3) de 10,6:1.
[0274] e) Preparando um material AEI
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Materiais utilizados:
NaOH (solução aquosa; 50% em peso): 70,73 g
Água desionizada: 770,71 g
1,1,3,5-tetrametilpiperidínio OH (Sachem; mistura aquosa, 19,77% 196,18 g em peso):
Ludox® AS40 (Grace; silica coloidal; solução aquosa, 40% em peso): 219,80 g Material zeolítico BEA, de acordo com d) acima: 16,40 g.
[0275] Um copo foi enchido com 670,71 g de água desionizada e, sob agitação, a solução de NaOH foi adicionada. Em seguida, o composto modelo (hidróxido de 1,1,3,5-tetrametilpiperidínio) foi adicionado sob agitação, seguido pela adição do material zeolítico CHA sob agitação. Esta mistura foi ainda agitada durante 1 h. Em seguida, a solução de silica coloidal foi adicionada sob agitação e a mistura resultante foi agitada por mais 0,5 h. A suspensão obtida foi transferida para uma autoclave de 2,5 L e as linhas envolvidas foram lavadas com os restantes 100 g da água desionizada. Em seguida, a autoclave foi selada.
[0276] Dentro de 1 h, a mistura na autoclave foi aquecida a uma temperatura de 140 °C e mantida a esta temperatura de cristalização por 72 h sob agitação a 250 rpm. Após a liberação da pressão e o resfriamento à temperatura ambiente, a suspensão obtida foi submetida a filtração usando um filtro do tipo noz-pecã e o bolo do filtro foi lavado com água desionizada até que a água de lavagem tivesse uma condutividade inferior a 200 microSiemens. O material zeolítico assim lavado foi seco durante a noite a 120 °C sob ar em um forno de convecção, seguido de aquecimento a uma taxa de aquecimento de 2 K/ min a uma temperatura de 500 °C e calcinação a esta temperatura por 5 h. Foram obtidos 19,8 g de material zeolítico.
[0277] Análise elementar do material zeolítico, em % em peso: Si = 36; Al = 4,5; Na = 2,1.
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[0278] A cristalinidade foi de 45%, determinada como descrito no Exemplo de Referência 1.1. A área superficial específica da BET foi de 494 m2/ g, determinada como descrito no Exemplo de Referência 1.2. O valor de C foi 76, determinado como descrito no Exemplo de Referência 1.3. O padrão de XRD, determinado como descrito no Exemplo de Referência 1.4, é mostrado na Figura 8. A imagem SEM, determinada como descrito no Exemplo de Referência 1.5, é mostrada na Figura 9.
[0279] Apenas 36% do material cristalino era material zeolítico com estrutura tipo AEI, 61% do material era um material zeolítico com estrutura tipo MOR, 4% eram gmelinita.
[0280] Exemplo 3: Preparação de um material zeolítico com estrutura do tipo AEI e compreendendo um metal M (Cu).
[0281] O material zeolítico obtido do Exemplo 1 (pó) foi impregnado por umidade incipiente com uma solução aquosa de nitrato de Cu, em que a quantidade de nitrato de Cu foi selecionada de modo que, no material finalmente obtido contendo Cu suportado no material zeolítico, fosse 4% em peso, 5% em peso e 6% em peso, calculados como CuO e com base no peso total do material zeolítico calcinado finalmente obtido com o Cu suportado no mesmo. Após a impregnação, o material foi seco e depois calcinado por 5 h a 450 °C. Com base neste material em pó, a moldagem foi preparada misturando o respectivo material em pó com uma pasta de alumina moída (Puralox® TM 100/150) (razão em peso de material zeolítico: alumina = 70:30). Sob agitação, as moldagens foram secas e calcinadas por 1 hora a 550 °C. As moldagens foram então trituradas e peneiradas até um tamanho de partícula de 250 a 500 micrômetro.
[0282] Para os testes subsequentes, foi utilizado material, respectivamente, fresco e envelhecido, contendo Cu. Para envelhecimento, as partículas trituradas e peneiradas foram submetidas por 50 h ao ar,
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69/71 compreendendo 10% em peso de água a 650 °C, opcionalmente seguido submetidas por 16 h ao ar compreendendo 10% em peso de água a 800 °C.
[0283] Exemplo 4: Preparação de um material zeolítico com estrutura do tipo AEI e compreendendo um metal M (Cu).
[0284] De acordo com o método descrito no Exemplo 3, materiais de retenção de Cu frescos e envelhecidos foram preparados com base no material zeolítico obtido do Exemplo 2 (pó).
[0285] Exemplo 5: Uso do material zeolítico com estrutura tipo AEI para reduzir óxidos de nitrogênio cataliticamente seletivamente.
[0286] Os materiais zeolíticos obtidos dos Exemplos 3 e 4 foram submetidos a um teste de redução catalítica seletivo. Para esse fim, diluíram-se as amostras frescas e envelhecidas, respectivamente (170 mg cada), com 1 mL de corundo com o mesmo tamanho de partícula que as amostras. Uma determinada amostra foi exposta a um fluxo de alimentação (500 ppm NO, 500 ppm NHs, 5% H2O, 10% O2, balanço N2) a uma velocidade espacial horária de gás de 80.000 h’1, a temperaturas do fluxo de alimentação de 200 e 575 °C. Os seguintes resultados (veja a Tabela 1 abaixo) foram obtidos.
Tabela 1
[0287] Resultados obtidos do Exemplo 5.
| Exemplo | Teor de Cu do material zeolítico, calculado como CuO/ % em peso | Condicionamento | Conversão de NOx a 200 °C/ % | Conversão de NOx a 575 °C/ % |
| 3 | 4 | fresco | 85 | 99 |
| 3 | 5 | fresco | 89 | 99 |
| 3 | 6 | fresco | 90 | 94 |
| 3 | 4 | envelhecido a 650 °C | 68 | 99 |
| 3 | 5 | envelhecido a 650 °C | 82 | 99 |
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| 3 | 6 | envelhecido a 650 °C | 86 | 99 |
| 3 | 4 | envelhecido a 800 °C | 44 | 92 |
| 3 | 5 | envelhecido a 800 °C | 58 | 91 |
| 3 | 6 | envelhecido a 800 °C | 65 | 96 |
| 4 | 4 | fresco | 63 | 98 |
| 4 | 6 | fresco | 72 | 90 |
| 4 | 4 | envelhecido a 650 °C | 57 | 98 |
| 4 | 6 | envelhecido a 650 °C | 62 | 91 |
| 4 | 4 | envelhecido a 800 °C | 44 | 93 |
| 4 | 6 | envelhecido a 800 °C | 38 | 91 |
Breve Descrição das Figuras
[0288] Figura 1: mostra o padrão de XRD do material zeolítico de acordo com o Exemplo 1.
[0289] Figura 2: mostra a imagem SEM do material zeolítico de acordo com o Exemplo 1.
[0290] Figura 3: mostra o padrão de XRD do material zeolítico de acordo com o Exemplo 2.
[0291] Figura 4: mostra a imagem SEM do material zeolítico de acordo com o Exemplo 2.
[0292] Figura 5: mostra a imagem SEM do material CHA natural fornecido no Exemplo 2.
[0293] Figura 6: mostra o padrão de XRD do material CHA natural fornecido no Exemplo 2.
[0294] Figura 7: mostra a isotérmica de captação de água do material CHA natural fornecido no Exemplo 2.
[0295] Figura 8: mostra o padrão de XRD da composição obtida de acordo com o Exemplo Comparativo 3.
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[0296] Figura 9: mostra a imagem SEM da composição obtida de acordo com o Exemplo Comparativo 3.
[0297] Figura 10: mostra a imagem SEM do material zeolítico fornecido de acordo com a) no Exemplo Comparativo 2.
[0298] Figura 11: mostra a composição química (gráfico composicional R2+ - R+ - Si) de materiais zeolíticos que ocorrem naturalmente, conforme mostrado em http://www.izaonline.org/natural/Datasheets/Chabazite/chabazite.htm, na seção “Composição química”, status de 12 de maio de 2017.
[0299] Figura 12: mostra a composição química (plotagem de NaCas-K) de materiais zeolíticos que ocorrem naturalmente, conforme mostrado em http://www.iza-online.org/natural/Datasheets/Chabazite/chabazite.htm, na seção “Composição química status DE 12 de maio de 2017.
Literatura citada
[0300] WO 2013/068976 A.
[0301] Madsen, I. C., Scarlett, N. V. Y. (2008) “Quantitative phase analysis” in: Dinnebier, R. E., Billinge S. J. L. (eds) “Powder diffraction: theory and practice”, The Royal Society of Chemistry, Cambridge, páginas 298 a 331.
[0302] WO 2013/182974 A.
Claims (15)
1. PROCESSO PARA PREPARAR UM MATERIAL ZEOLÍTICO com estrutura do tipo AEI e com uma estrutura de suporte que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio, caraterizado pelo referido processo compreender:
(i) fornecer um material zeolítico tendo a estrutura tipo CHA e tendo uma estrutura de suporte compreendendo o elemento tetravalente Y, o elemento trivalente X e oxigênio;
(ii) preparar uma mistura de síntese compreendendo o material zeolítico fornecido em (i), água, uma fonte do elemento tetravalente Y diferente do material zeolítico fornecido em (i) e um agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI;
(iii) submeter a mistura de síntese preparada em (ii) a condições de síntese hidrotérmica, compreendendo aquecer a mistura de síntese a uma temperatura na faixa de 100 a 200 °C e manter a mistura de síntese a uma temperatura nessa faixa sob pressão autógena, obtendo o material zeolítico com estrutura tipo AEI;
em que Y é um ou mais de Si, Ge, Sn, Ti, Zr;
em que X é um ou mais de Al, B, Ga, In;
em que na estrutura de suporte do material zeolítico fornecido em (i), a razão molar Y: X, calculada como YO2: X2O3, é de no máximo 20:1.
2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por Y ser Si e X ser Al, e em que, de preferência, pelo menos 98% em peso, de maior preferência pelo menos 99% em peso, de maior preferência pelo menos 99,5% em peso da estrutura do material zeolítico fornecido em (i) consiste em Y, X, O e H.
3. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por, na estrutura de suporte do material
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2/7 zeolítico fornecido em (i), a razão molar Y: X, calculada como YO2: X2O3, estar na faixa de 3:1 a 20:1, de preferência na faixa de 4:1 a 15:1, de maior preferência na faixa de 5:1 a 10:1.
4. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por Y ser Si e a fonte do elemento tetravalente Y de acordo com (ii) compreender um ou mais dentre uma silica de processo úmido, uma silica de processo seco e uma silica coloidal, de preferência uma silica coloidal; em que o agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI compreende um ou mais compostos contendo cátion de fosfônio quaternário e/ ou um ou mais compostos contendo cátions de amônio quaternário; em que o um ou mais compostos contendo cátion de fosfônio compreendem um ou mais compostos contendo R1R2R3R4P+, em que R1, R2, R3 e R4 independentemente um do outro representam alquila (C-i-Ce) opcionalmente substituída e/ ou opcionalmente ramificada, de preferência alquila (C1-C5), de maior preferência alquila (C1-C4), de maior preferência alquila (C2-C3) e ainda de maior preferência para metila ou etila opcionalmente substituída, em que ainda de maior preferência R1, R2, R3 e R4 representam etila opcionalmente substituída, de preferência etila não substituída; em que o um ou mais compostos contendo cátion de amônio quaternário compreendem um ou mais compostos contendo cátion de N,N-dialquila-dialquilpiperidínio, de preferência um ou mais compostos contendo cátion de N,N-dialquila (C1-C3)dialquilpiperidínio (C1-C3), de maior preferência um ou mais compostos contendo cátion de N,N-dialquila (Ci-C2)-dialquilpiperidônio (C1-C2), em que de maior preferência, o um ou mais compostos contendo cátion de amônio quaternário são selecionados a partir do grupo que consiste em um ou mais compostos contendo cátion de N,N-dialquila (Ci-C2)-2,6-dialquilpiperidínio (C1C2) e cátion de N,N-dialquila (C1 -C2)-3,5-dialquilpiperidínio (C1-C2), de maior preferência a partir do grupo que consiste em compostos contendo cátion de
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N, N-dimetila-2,6-dialquilpiperidínio (C1-C2) e cátion de N,N-dimetila-3,5dialquilpiperidínio (C1-C2), de maior preferência a partir do grupo que consiste em compostos contendo cátion de N,N-dimetila-2,6-dimetilpiperidínio e cátion de N,N-dimetila-3,5-dimetilpiperidínio; em que o um ou mais compostos contendo cátion de fosfônio quaternário e/ ou o um ou mais compostos contendo cátion de amônio quaternário são sais, de preferência selecionados a partir do grupo que consiste em haletos, de preferência cloreto e/ ou brometo, de maior preferência cloreto; hidróxido; sulfato; nitrato; fosfato; acetato; e misturas de dois ou mais dos mesmos, de maior preferência a partir do grupo que consiste em cloreto, hidróxido, sulfato e misturas de dois ou mais dos mesmos, em que de maior preferência o um ou mais compostos contendo cátion de fosfônio quaternário e/ ou o um ou mais compostos contendo cátion de amônio quaternário são hidróxidos e/ ou cloretos, e ainda de maior preferência hidróxidos, em que o agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI compreende, de preferência, hidróxido de N,N-dimetila-3,5dimetilpiperidínio.
5. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por, na mistura de síntese preparada em (ii), que é submetida a (iii), a razão em peso do material zeolítico em relação à fonte do elemento tetravalente Y, calculado como YO2, estar na faixa de 1,0:1 a 3,0:1, de preferência na faixa de 1,5:1 a 2,5, de maior preferência na faixa de 2,0:1 a 2,2:1; em que a razão em peso do material zeolítico em relação à água está na faixa de 0,005:1 a 0,030:1, de preferência na faixa de 0,010:1 a
O, 025:1, de maior preferência na faixa de 0,015:1 a 0,020:1; em que a razão em peso do material zeolítico em relação ao agente de direcionamento da estrutura de suporte AEI está na faixa de 0,1:1 a 0,9:1, de preferência na faixa de 0,3:1 a 0,7:1, de maior preferência na faixa de 0,4:1 a 0,5:1.
6. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das
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4/7 reivindicações 1 a 5, caracterizado pela mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii) compreender adicionalmente uma fonte de uma base, de preferência uma fonte de hidróxido, em que na mistura de síntese preparada em (ii) que é submetida a (iii), a razão em peso do material zeolítico em relação à fonte de uma base está de preferência na faixa de 0,1:1 a 1,0:1, de maior preferência na faixa de 0,2:1 a 0,8:1, de maior preferência na faixa de 0,3:1 a 0,6:1.
7. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela temperatura da síntese hidrotérmica estar na faixa de 110 a 175 °C, de preferência na faixa de 120 a 150 °C, em que as condições de síntese hidrotérmica compreendem um tempo de síntese hidrotérmica, de preferência na faixa de 2 a 120 h, de maior preferência na faixa de 20 a 100 h, de maior preferência na faixa de 40 a 80 h.
8. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por compreender ainda (iv) arrefecer a mistura obtida em (iii), de preferência a uma temperatura na faixa de 10 a 50 °C, de maior preferência na faixa de 20 a 35 °C;
(v) separar o material zeolítico da mistura obtida a partir de (iv);
(vi) calcinar o material zeolítico obtido a partir de (v), de preferência em uma atmosfera gasosa com uma temperatura na faixa de 400 a 600 °C, de preferência na faixa de 450 a 550 °C;
em que (v) compreende de preferência (v.1) submeter a mistura obtida a partir de (iv) a um método de separação sólido-líquido, compreendendo de preferência um método de filtração ou um método de pulverização;
(v.2) de preferência lavar o material zeolítico obtido a partir de (v.1);
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5/7 (v.3) secar o material zeolítico obtido a partir de (v.1) ou (v.2), de preferência a partir de (v.2), de preferência em uma atmosfera gasosa com uma temperatura na faixa de 80 a 175 °C, de preferência na faixa de 100 a 150 °C.
9. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por compreender ainda (vii) apoiar um metal M no material zeolítico, de preferência no material zeolítico obtido a partir de (vi);
em que o metal M é um metal de transição dos grupos 7 a 12 do sistema periódico dos elementos, de preferência um ou mais de Fe, Co, Ni, Cu e Zn, de preferência um ou mais de Fe e Cu, de maior preferência Cu.
10. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por (vii) compreender (vii.1) preparar uma mistura compreendendo o material zeolítico, de preferência o material zeolítico obtido a partir de (vi), uma fonte de um metal M, um solvente para a fonte do metal M e, opcionalmente, um ácido, de preferência um ácido orgânico, em que o solvente compreende de preferência água, a fonte do metal M compreende de preferência um sal do metal Meo ácido compreende de preferência ácido acético;
(vii.2) aquecer a mistura preparada em (vii. 1) a uma temperatura na faixa de 30 a 90 °C, de preferência na faixa de 40 a 80 °C;
(vii.3) de preferência resfriar, de maior preferência de resfriar rapidamente a mistura obtida a partir de (vii.2);
(vii.4) separar o material zeolítico compreendendo o metal M da mistura obtida a partir de (vii.2) ou (vii.3), de preferência a partir de (vii.3), a separação de preferência compreendendo a lavagem do material zeolítico compreendendo o metal M;
(vii.5) de preferência secar o material zeolítico compreendendo o
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6/7 metal M obtido a partir de (vii.4) em uma atmosfera gasosa, de preferência a uma temperatura da atmosfera gasosa na faixa de 90 a 200 °C, de maior preferência na faixa de 100 a 150 °C, em que a atmosfera gasosa compreende de preferência oxigênio;
(vii.6) de preferência calcinar o material zeolítico compreendendo o metal M obtido a partir de (vii.4) ou (vii.5), de preferência a partir de (vii.5), em uma atmosfera gasosa, de preferência a uma temperatura da atmosfera gasosa na faixa de 350 a 600 °C, de maior preferência na faixa de 400 a 550 °C, em que a atmosfera gasosa compreende de preferência oxigênio.
11. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 10, caracterizado por, de acordo com (vii), o metal M ser suportado no material zeolítico em uma quantidade na faixa de 0,1 a 5% em peso, de preferência na faixa de 0,2 a 4 % em peso, de maior preferência na faixa de 0,5 a 3% em peso, calculado como M elementar e com base no peso total do material zeolítico.
12. MATERIAL ZEOLÍTICO, caracterizado por possuir estrutura tipo AEI e possuir estrutura de suporte, que compreende um elemento tetravalente Y, um elemento trivalente X e oxigênio e, opcionalmente, um metal M, obtenível ou obtido ou preparável ou preparado por um processo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, o referido material zeolítico possuindo uma quantidade total de sítios ácidos na faixa de 1,0 a 2,0 mmol/g, em que a quantidade total de sítios ácidos é definida como a quantidade molar total de amônia dessorvida por massa de material zeolítico determinado de acordo com a dessorção programada por temperatura de amônia; em que o material zeolítico tem uma quantidade de sítios ácidos médio na faixa de 0,1 a 0,8 mmol/g, em que a quantidade de sítios ácidos médio é definida como a quantidade de amônia dessorvida por massa do material zeolítico determinado de acordo com o dessorção programada por temperatura
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7/7 de amônia na faixa de temperatura de 250 a 500 °C.
13. USO DE UM MATERIAL ZEOLÍTICO, conforme definido na reivindicação 12, caracterizado por ser como material cataliticamente ativo, como catalisador ou como componente de catalisador.
14. USO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por ser para a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio em uma corrente de gás de escape, de preferência uma corrente de gás de escape de um motor diesel.
15. USO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por ser para a conversão de um composto C1 em uma ou mais definas, de preferência para a conversão de metanol em uma ou mais definas ou a conversão de um gás sintético compreendendo monóxido de carbono e hidrogênio em uma ou mais definas.
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