Rétegszilikátok átkristályosítása zeolitokká, valamint réteges szerkezetű zeolit prekurzorokból mikro- és mezopórusos fémszilikátok előállítása
Angol cím
Recrystallisation of layered silicates into zeolites and preparation of micro- and mesoporosous silicates from layered zeolite precursors
zsűri
Kémia 1
Kutatóhely
Nanokémiai és Katalízis Intézet (MTA Természettudományi Kutatóközpont)
résztvevők
Rosenbergerné Mihályi Magdolna Szegedi Ágnes
projekt kezdete
2004-01-01
projekt vége
2007-12-31
aktuális összeg (MFt)
4.445
FTE (kutatóév egyenérték)
0.00
állapot
lezárult projekt
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
Egyfajta rétegszilikát, a magadiit szilárd-fázisú átkristályosításával alumínium és bórtartalmú beta zeolitokat állítottunk elő. A bór nem befolyásolta a zeolit vázszerkezetében a Si(OH)Al(OSi)3 helyekkel kapcsolatban levő Brönsted savas centrumok saverősségét. A bór beépítése gyengén savas centrumokat hoz létre, melyek részt vesznek az ioncsere folyamatokban. Az [Al,B]-BEA zeolitokban az erősen savas Brönsted centrumok számát a rétegszilikát alumínium-tartalmával szabályozhatjuk. A Ni/[Al,B]-BEA zeolitok az alkánok hidrokonverziójában kevésbé aktív katalizátorok mint a Ni/[Al]-BEA, azonban a bór beépítése az izomerizációs szelektivitás jelentős növekedését eredményezte. A zeolitok katalitikus tulajdonságaiban mutatkozó különbségek a kémiai összetételtől függő adszorpciós tulajdonságokban jelentkező eltéréssel magyarázhatók.
Nanokristályos, mikropórusos MCM-22 zeolitból és mezopórusos MCM-41 szilikátból álló kompozitokat állítottunk elő. A kompozitok nagy fajlagos felületűek és nagyobb hidrotermális stabilitást mutatnak mint a tiszta MCM-41.
Erős (NH3, piridin) és gyengén bázikus (N2) adszoptívumokkal tesztelve igazoltuk, hogy a [Fe]-MCM-22 gyengébb saverősségű szerkezeti hidroxil-csoportokat tartalmaz mint az [Al]-MCM-22. A ferriszilikátban a vas koordinációs állapotát és redoxi viselkedését Mössbauer spektroszkópiával tanulmányoztuk. Összefüggést állapítottunk meg a H-[Fe]-MCM-22 savassága és a vas állapota között.
kutatási eredmények (angolul)
Beta zeolites, containing aluminum and boron were prepared by solid-state recrystallization of the layer silicate magadiite. Effect of framework boron on the acid strength of hydroxyls, associated with (Si(OH)Al(OSi)3 sites, could not be evidenced. However, the incorporated boron was shown to give rise to weak acid sites, which are involved in ion-exchange processes. The number of strong Brønsted sites can be controlled by the Al content of the layer silicate. The nickel loaded [Al,B]-BEA zeolites proved to be less active catalysts for the hydroconversion of alkanes, than the [Al]-BEA. The incorporation of boron resulted in a considerable selectivity shift towards isomerization. The different catalytic activities of the boron and aluminum-containing beta zeolites were ascribed to composition dependent adsorption properties of the samples.
Micro/mesoporous aluminosilicate composite, comprising nanosize randomly orientated stacks of thin layers of MCM-22 zeolite and MCM-41 silicate was prepared. The composite has high surface area and shows higher hydrothermal stability than the pure MCM-41.
The acid strength of bridged hydroxyls in [Fe]-MCM-22 tested by strong (NH3, pyridine) and weak base (N2) adsorptives was found to be weaker than the strength of the bridged hydroxyls in [Al]-MCM-22. The coordination state and redox behavior of iron were studied by Mössbauer spectroscopy. A relationship between the acidity of [Fe]-MCM-22 and the state of iron was ascertained.
V.Mavrodinova, M.Popova, R.M.Mihályi, G.Pál-Borbély, Ch.Minchev: Influence of the solid-state modification of MCM-22 with Cs on toluene disproportionation, React.Kinet.Catal.Lett. 83 (2) 345-352, 2004
K. Lázár, G.Pál-Borbély, Á. Szegedi, F. Fejes, F. Martinez: Siting and redox properties of iron in porous ferrisilicates, Mössbauer Spectroscopy in Material Science, 7th International Colloquium, Kocovce, 11-15, June 2006, megjelenés alatt, 2007
V.Mavrodinova, M.Popova, R.M.Mihályi, G.Pál-Borbély, Ch.Minchev: Acidity modification of MCM-22 for selective p-xylene formation in toluene disproportionation, Studies in Surface Science and Catalysis Vol. 158, 1843-1851, 2005
R.M. Mihályi, G. Pál-Borbély, H.K. Beyer, Á. Szegedi,T.I. Korányi: Characterization of aluminum and boron containing beta zeolites prepared by solid-state recrystallization of magadiite, Micropor. Mesopor. Mater., 98, 132-148, 2007
M. Kollár, R.M. Mihályi, G. Pál-Borbély, J. Valyon: Micro/mesoporous aluminosilicate composites from zeolite MCM-22 precursor, Micropor. Mesopor. Mater., 99, 37-46, 2007
R.M. Mihályi, K. Lázár, M. Kollár, F. Lónyi, G. Pál-Borbély: Relationship between the acidity of Fe-MCM-22 and the coordination states of iron species, 2nd Int. School and Workshop on IN-Situ Study and DEvelopment of Processes Involving PORous Solids (INSIDE-PORes), Thessaloniki Greece 24-28th February, 2007, poszter, 2007
