Sitios de sustitución de Si por Al más probables en la zeolita tipo M²⁺ – Clinoptilolita: estudio de la DFT

Abstract

Esta es la primera parte de una serie de trabajos en los que se estudia la interacción electrónica del fluoruro con los contraiones, y los átomos estructurales, de la zeolita tipo M²⁺– Clinoptilolita (M = Fe, Mg y Ca), con el fin de proponer modificaciones al material que favorezca la remoción de iones F– -causantes de fluorosis- presentes en aguas subterráneas, sin comprometer su posterior regeneración. En este trabajo se examina, a través de la teoría de funcionales de la densidad, la estructura, tanto geométrica como electrónica, de la clinoptilolita y el papel que tiene la distribución de los iones Al en la reactividad de los oxígenos estructurales. Se determinaron las posiciones de sustitución más probables de Si por Al en los sitios T₂ y T₅, y se verificó la congruencia con datos experimentales. Todo esto para generar un modelo que permita el posterior estudio de la adsorción de contaminantes.

This is the first of a set of studies in which the electronic interaction of fluoride with the counterions, and the framework atoms, of the zeolite M²⁺ Clinoptilolite (M = Fe, Mg and Ca) is discussed. The aim is to propose a material that enhances the removal of F- –which causes fluorosis- from groundwater without compromising its later regeneration. In this work the structure, both geometrical and electronic, of the clinoptilolite is studied by means of the density functional theory. As well as the role that the distribution of Al ions has in the reactivity of the oxygen atoms in the SiO₂ framework. Furthermore, it was determined with accuracy the substitution of Si with Al atoms in T₂ and T₅ sites. The resulting structural models are consistent with experimental studies. With these results we generate a model which allow us to study the adsorption of pollutants on M2+– Clinoptilolite.