Csekély makropórusos diffúziós ellenállással rendelkező zeolit adszorbensek és katalizátorok előállítása tágpórusú természetes hordozók felhasználásával
Title in English
Preparation of supported zeolite bodies of low macroporous diffusional resistance in natural macroavities
Panel
Chemistry 2
Department or equivalent
Institute of Materials and Environmental Chemistry (Research Center of Natural Sciences)
Starting date
2002-01-01
Closing date
2005-12-31
Funding (in million HUF)
7.434
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Egyes növényi szervek 700 oC-n nitrogén áramban történő elszenesítésével olyan egységes makropórus rendszerű hordozók állnak rendelkezésünkre, amelyek zeolit adszorbensek és katalizátorok új, hatékony formáinak megjelenését teszik lehetővé. A 0.7 cm élhosszúságú faszén kockákban 20-30-µm átmérőjű és 1-3-µm falvastagságú párhuzamos csatornák helyezkednek el. E csatornák belső felületének hidrofób jellege salétromsavas oxidatív kezeléssel csökkenthető. Ezt követően e kapillárisokat a szintézis géllel feltöltve hidrotermális körülmények között hajtjuk végre a zeolit kristályok képzését. A faszén felületén, oxidatív úton, a funkciós csoportok számát megnövelve valamint kedvező szintézis körülményeket alkalmazva, minden az ipari gyakorlatban fontosabb szerepet játszó zeolit típus esetében, olyan nanokristályok hozhatóak létre, amelyekből teljesen összefüggő zeolit rétegeket, kérget tudtunk kialakítani a faszenek makropórusrendszerének belső felületén. A zeolit réteg minőségét, tisztaságát, vastagságát, sűrűségét és az azt alkotó kristályok alakját és méretét a szintézis körülményei, és az azt megelőzően a gélben a kristály gócok képződését megszabó öregítés illetve beoltás határozta meg. A faszénben lévő kapillárisok falainak összefüggő zeolit kéreggel való bevonása során a csatornák belseje szabad maradt az anyagszállítás számára, így olyan, a zeolit/szén kompozit anyagok jöttek létre, amelyek gyors adszorbensek és katalizátorok létrehozását teszik lehetővé.
Results in English
Biotemplating with carbonized wood is a novel way of zeolite adsorbent and catalyst production, with uniform, hierarchically ordered macro and micropore structure having low diffusional resistances against mass transport of adsorptives, reactants and products around the zeolite crystallites. Wood cubes of 1-cm size edges were carbonized at 700 oC in nitrogen flow. The obtained charcoal cubes contain parallel channels of 20-30-µm diameter separated by about 1-3-µm thick carbon walls. The hydrophobic character of the channel walls was effectively reduced using oxidative treatment with nitric acid. Following saturation with zeolite synthesis solution the carbon cubes were exposed to hydrothermal conditions. Small zeolite crystallites of all important types used in the industry can be obtained forming a continuous layer on the inner surface of the carbon honeycomb channels by increasing the concentration of polar functional groups on the surface of the virtually unimodal macroporous carbon honeycomb and by selecting the right conditions of zeolite synthesis. The morphology, purity, thickness and density of the zeolite layer was controlled by varying the synthesis conditions, ageing and seeding the synthesis gel. The microcrystals fully cover the surface of the macropores in the charcoal and leave the channels open for rapid mass transport forming advantageous zeolite/carbon composite for the purpose of applications as fast adsorbents and catalysts.
Ötvös Zs.;Onyestyák Gy; Valyon J, Kiricsi I; Rees LVC: The sorption of butanes over carbon nanotubes, Stud Surf Sci Catal 156, 617-622, 2005
Onyestyák Gy; Valyon J; Pál-Borbély G; Rees LVC: Catalytic and mass transport properties of ferrierites: the skeletal isomerization of butene, Stud Surf Sci Catal 154: 2316-2322, 2004
Valyon J; Onyestyák Gy; Rees LVC: Adsorption and diffusion of nitrogen and oxygen in natural mordenites, Stud Surf Sci Catal 154: 2078-2085, 2004
Ötvös Zs; Onyestyák Gy; Valyon J; Kiricsi I; Rees LVC: The dynamics of H2 and N2 Sorption on carbon nanotubes, Applied Surface Science 238: 73-76, 2004
Onyestyák Gy; Rees LVC; László K: Molecular sieve honeycomb for air saparation from Picea abies, Helvetica Chimica Acta 87: 1888-1893, 2004
Onyestyák Gy; László K: Picea Abies - A Precursor for Molecular sieve honeycomb monolith, Carbon 2004 International Conference, 2004. július 11-16., Providence (RI), USA, CD-ROM of Extended Abstracts J012, pp. 4, 2004
Onyestyák Gy; Valyon J; Papp K: Novel biomorphous zeolite/carbon composite having honeycomb structure, Materials Science and Engineering A, 412, 48-52, 2005
Onyestyák Gy, Lónyi F; Valyon J: A study of the reaction between zeolite H-ferrierite and Cd or Zn metal, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 79, 561-565, 2005, 2005
Valyon J., Ötvös Zs., Onyestyák Gy., Ress L. V. C.: The sorption dynamics of propane, i-butane and neopentane in carbon nanotubes, Stud Surf Sci Catal 160, 439-447, 2006
Onyestyák Gy., Valyon J., Rees L. V. C.: The sorption dynamics of N2 and O2 in zeolite particles, Stud. Surf. Sci. Catal., 158, 1019-1026, 2005
Onyestyák Gy., Valyon J., Rees L. V. C.: The mass transport of propane, i-butane and neopentane in zeolites: A frequency response study, Stud. Surf. Sci. Catal., 158, 1027-1034, 2005
Onyestyák Gy; Valyon J; Bóta A; and Rees L V C;: Frequency Response Evidence for the Parallel Diffusions in the Anisotropic Micropore Structure of Activated Carbon, Helvetica Chimica Acta 85: 2463-2468, 2002
Onyestyák Gy., Ötvös Zs., Kiricsi I; Rees LVC: The sorption dynamics of C3 hydrocarbons over carbon nanotubes, Diffusion Fundamentals 3, 25.1-25., 2005
Ötvös Zs., Onyestyák Gy., Hancz A., Kiricsi I., Ress L. V. C.: Surface oxygen complexes as governors of neopantane sorption in multiwalled carbon nanotubes, Carbon, ***, ****-****, 2006
Onyestyák Gy.: Pinewood char templated mordenite/carbon honeycomb composite, New Journal of Chemistry ***, ****-****, 2006
Events of the project
2012-01-03 11:25:54
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Nanokémiai és Katalízis Intézet (MTA Kémiai Kutatóközpont), Új kutatóhely: Anyag- és Környezetkémiai Intézet (MTA Kémiai Kutatóközpont).
