Este documento evalúa la viabilidad de utilizar un catalizador de craqueo catalítico fluido gastado (SFCC) como precursor para la producción de geopolímeros. Se informa la caracterización mecánica y estructural de los aglutinantes SFCC activados con álcali formulados con diferentes relaciones molares generales (activador + precursor sólido) de SiO2/Al2O3 y Na2O/SiO2. La formación de un gel de 'geopolímero' de aluminosilicato se observa en todas las condiciones de activación utilizadas, junto con la formación de zeolitas. El aumento de SiO2/Al2O3 induce la formación de geopolímeros con resistencia mecánica reducida, para todas las relaciones Na2O/SiO2 evaluadas, que se asocia con el exceso de especies de silicato suministradas por el activador. Esto es menos significativo en condiciones de mayor alcalinidad (relaciones más altas de Na2O/SiO2), ya que se logran mayores grados de reacción del catalizador gastado. Las relaciones SiO2/Al2O3 y Na2O/SiO2 de 2.4 y 0.25, respectivamente, promueven la mayor resistencia a la compresión (67 MPa). Este estudio aclara el gran potencial de usar SFCC como precursor para producir materiales sostenibles similares a la cerámica a través de la activación alcalina.

Cet article évalue la faisabilité de l'utilisation d'un catalyseur de craquage catalytique fluide usé (SFCC) comme précurseur pour la production de géopolymères. La caractérisation mécanique et structurelle des liants SFCC activés par les alcalis formulés avec différents rapports molaires SiO2/Al2O3 et Na2O/SiO2 globaux (activateur + précurseur solide) sont rapportés. On observe la formation d'un gel « géopolymère » aluminosilicate dans toutes les conditions d'activation utilisées, ainsi que la formation de zéolithes. L'augmentation de SiO2/Al2O3 induit la formation de géopolymères à résistance mécanique réduite, pour tous les rapports Na2O/SiO2 évalués, ce qui est associé à un excès d'espèces silicate fournies par l'activateur. Ceci est moins significatif dans des conditions d'alcalinité accrue (rapports Na2O/SiO2 plus élevés), car de plus grandes étendues de réaction du catalyseur usé sont atteintes. Les rapports SiO2/Al2O3 et Na2O/SiO2 de 2,4 et 0,25, respectivement, favorisent la résistance à la compression la plus élevée (67 MPa). Cette étude élucide le grand potentiel de l'utilisation du SFCC comme précurseur pour produire des matériaux de type céramique durables par activation alcaline.

This paper assesses the feasibility of using a spent fluid catalytic cracking catalyst (SFCC) as precursor for the production of geopolymers. The mechanical and structural characterization of alkali-activated SFCC binders formulated with different overall (activator + solid precursor) SiO2/Al2O3 and Na2O/SiO2 molar ratios are reported. Formation of an aluminosilicate 'geopolymer' gel is observed under all conditions of activation used, along with formation of zeolites. Increased SiO2/Al2O3 induces the formation of geopolymers with reduced mechanical strength, for all the Na2O/SiO2 ratios assessed, which is associated with excess silicate species supplied by the activator. This is least significant at increased alkalinity conditions (higher Na2O/SiO2 ratios), as larger extents of reaction of the spent catalyst are achieved. SiO2/Al2O3 and Na2O/SiO2 ratios of 2.4 and 0.25, respectively, promote the highest compressive strength (67 MPa). This study elucidates the great potential of using SFCC as precursor to produce sustainable ceramic-like materials via alkali-activation.

تقيّم هذه الورقة جدوى استخدام محفز التكسير الحفاز للسوائل المستهلكة (SFCC) كسلائف لإنتاج البوليمرات الجيولوجية. تم الإبلاغ عن الخصائص الميكانيكية والهيكلية لمجلدات SFCC التي يتم تنشيطها بالقلويات والتي تم تركيبها بنسب مولارية مختلفة (المنشط + السلائف الصلبة) SiO2/Al2O3 و Na2O/SiO2. لوحظ تكوين هلام "بوليمر جيولوجي" من الألومينو سيليكات في جميع ظروف التنشيط المستخدمة، جنبًا إلى جنب مع تكوين الزيوليت. تؤدي زيادة SiO2/Al2O3 إلى تكوين بوليمرات جغرافية ذات قوة ميكانيكية منخفضة، لجميع نسب Na2O/SiO2 التي تم تقييمها، والتي ترتبط بأنواع السيليكات الزائدة التي يوفرها المنشط. يكون هذا أقل أهمية في ظروف القلوية المتزايدة (نسب أعلى من Na2O/SiO2)، حيث يتم تحقيق نطاقات أكبر من تفاعل المحفز المستهلك. تعزز نسب SiO2/Al2O3 و Na2O/SiO2 البالغة 2.4 و 0.25 على التوالي أعلى مقاومة انضغاط (67 ميجا باسكال). توضح هذه الدراسة الإمكانات الكبيرة لاستخدام SFCC كسلائف لإنتاج مواد مستدامة تشبه السيراميك عن طريق التنشيط القلوي.