Microsoft Word Ksi\271\277ka abstrakt\363w doc



Yüklə 20,03 Mb.
Pdf görüntüsü
səhifə27/173
tarix17.11.2018
ölçüsü20,03 Mb.
#80416
1   ...   23   24   25   26   27   28   29   30   ...   173

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
56 
T1: O–14 
IR and NMR studies of hierarchical zeolites Y 
 
Mariusz Gackowski
1
, Karolina Tarach
2
, Łukasz Kuterasiński
1

Jerzy Podobiński
1
, Bogdan Sulikowski
1
, and Jerzy Datka
1,2
 
 

J. Haber Institute of Catalysis and Surface Chemistry PAN 30-239 Cracow, Poland 

Faculty of Chemistry, Jagiellonian University 30-060 Cracow, Poland 
 
      Active  sites  in  zeolites  are  localized  inside  micropores,  resulting  in  some  advantages.  The 
disadvantage of zeolitic catalysts is slow diffusion of reactants inside micropores. The remedy is 
the  preparation  of  hierarchical  zeolites  containing  an  additional  system  of  mesopores. 
Desilication  in  alkaline  solutions  was  found  to  be  an  effective  and  non-expensive  way  of 
producing of hierarchical zeolites. Most of the previous desilication studies were performed for 
ZSM-5.  
 
In  this  work  we  describe  desilication  of  dealuminated  zeolite  Y  (Si/Al  =  31).  Desilication 
was realized  with  NaOH, tetrabutylammonium  hydroxide (TBAOH), NaOH/TBAOH  mixtures 
and  ammonia  solutions.  The  properties  of  desilicated  zeolites  were  followed  by  NMR  and  IR 
spectroscopies.  NMR  informed  on  the  status  of  framework  Si  and  Al  atoms,  whereas  IR 
informed  on  the  properties  of  active  sites  (Si–OH–Al  groups  and  Lewis  acid  sites). 
Concentration  of acid  sites  was determined in quantitative IR  studies  of  pyridine sorption, the 
acid strength of Si–OH–Al as well as their heterogeneity were followed by low temperature CO 
sorption. Besides of spectroscopic characterization BET studies of pore system were done, and 
catalytic properties of hierarchical zeolites in α-pinene isomerization were studied.  
 
Parent dealuminated zeolite Y (Si/Al = 31) was found to be the only zeolite containing very 
strongly  acidic  and  homogeneous  Si–OH–Al  groups.  The  desilication  with  NaOH  caused 
amorphization, loss  of microporosity, acidity and  loss  of catalytic activity.  On the  other  hand, 
TBAOH alone caused only very small desilication, all the properties of zeolite changed only a 
little.  The  best  results  were  obtained  with  NaOH/TBAOH  mixture.  Crystallinity,  micropore 
structure,  and  very  high  acid  strength  of  Si–OH–Al  were  preserved.  The  mesopores  of  big 
volume and surface were formed. As the consequence catalytic activity increased significantly. 
27
Al MAS NMR  evidenced the change of  Al status during formation  of hierarchical zeolite  Y. 
Parent  dealuminated  zeolite  contained  both  tetrahedral  zeolitic  Al  and  extraframework 
octahedral Al. Desilication caused transformation of octahedral Al into tetrahedral non zeolitic 
Al  (similar  as  in  amorphous  aluminosilicates).  A  reverse  transformation  of  non  zeolitic 
tetrahedral  Al  into  octahedral  one  was  observed  upon  calcination  which  was  indispensable  to 
remove TBA
+
 ions remaining in zeolite treated with TBAOH. 
 
As  TBAOH  is  an  expensive  chemical  we  investigated  a  possibility  of  preparation  of 
hierarchical zeolites Y in a more  economical way. We found, that ammonia solution produces 
hierarchical  zeolite  Y  of  good  catalytic  properties  in  α-pinene  isomerization.  XRD  showed  a 
partial loss of crystallinity and loss of long distance of typical zeolitic ordering, but according to 
29
Si  NMR  short  distance  ordering  i.e.  typically  zeolitic  environment  of  Si  was  preserved. 
Similarly, 
27
Al  MAS  NMR  evidenced,  that  most  of  Al  was  in  typically  zeolitic  tetrahedral 
positions. IR studies showed the presence of strongly acidic and heterogeneous Si–OH–Al. Such 
heterogeneity is due to less ordered structure of zeolites treated with ammonia solution. Zeolites 
desilicated with ammonia may be a non-expensive promising hierarchical zeolitic catalyst.   
 
Acknowledgment  
This study was sponsored by the grant of NSC  2015/17/B/ST5/00023 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
 
57
T1: O–15 
Cobalt-exchanged-MCM-56 zeolites treated by fluoride 
and nitric acid media 
 
Justyna Grzybek
1
, Klaudia Wrzesińska
1
, Aleksandra Korzeniowska
1

Andrzej Kowalczyk
1
, Lucjan Chmielarz
1
, and Barbara Gil
1
 
 

Faculty of Chemistry, Jagiellonian University Kraków, Ingardena 3, 30-060 Krakow, Poland, 
e-mail: grzybek@chemia.uj.edu.pl 
  
 
Zeolites, a group of microporous, crystalline aluminosilicates, are one of the main pillars of 
industry and heterogeneous catalysis [1]. Their strong acidic sites are located inside the channels 
available through windows with diameters not exceeding 1 nm. This constrain appears to limit 
accessibility  of  catalytic sites  and  does not allow  complete  utilization  of the  potential  of these 
materials, both in acid and redox catalysis. This leads to an increased interest in the synthesis of 
new and modifications of already known zeolites with more open structures. Zeolites containing 
transition-metal  ions  often  show  promising  activity  as  heterogeneous  catalysts  in  pollution 
abatement  and  selective  redox  reactions.  One  of  the  most  important  greenhouse  pollutant, 
characterized as a strong and long-lived absorber of infrared radiation is nitrous oxide.  The first 
choices  for  decomposition  of  N
2
O  from  a  cost-effective  point  of  view  are  cobalt  oxide-
containing  catalysts  which  show  excellent  catalytic  activities  due  to  its  relatively  high  redox 
properties [2].  
 
On this field very promising seem to be relatively  new class of zeolites  named lamellar or 
two-dimensional zeolites, characterized by the enhanced accessibility of active centers [3]. One 
of  the most interesting  lamellar zeolite is MCM-56,  belonging to  the MWW  family. MCM-56 
consists of 2.5 nm thick monolayers and is an intermediate product transforming to the classical 
three-dimensional  MCM-49.  To  improve  its  textural  and  ion-exchange  properties,  the  parent 
MCM-56 was treated with nitric acid and a novel method, with the use of HF solution in NH4F, 
recently  published  by  Valtchev  et  al.  [4].  After  acid  treatment  the  classical  ion-exchange  for 
cobalt cations was carried out. Such treatment led to the formation of zeolite  having relatively 
high loading of cobalt (0.4–0.7 wt%, depending on the pretreatment procedure). Co was present 
mainly in the form of the small clusters of cobalt oxides, with nominal oxidation state of cobalt 
equal  3+  and  well-dispersed  Co
2+
 cations. FTIR spectroscopy  confirmed that  cobalt speciation 
and  properties  strongly  depend  on  the  calcination  temperature.  At  standard  activation 
temperature  (450°C),  cobalt-containing  MCM-56  strongly  adsorbed  N
2
O,  with  minimum 
interaction with the NO. When the sample was activated above 500°C, NO was adsorbed mainly 
as  the  –ONO  moieties  and  transformed  into  more  stable  nitrates.  For  that  reason,  cobalt-
containing MCM-56 was tested as a potential catalyst for deNO
x
 process.   
 
Keywords: MWW; cobalt; NO
x
 decomposition 
 
Acknowledgment 
Financial  support  from  National  Science  Centre  in  Poland,  grant  no  2016/21/B/ST5/00858  is  gratefully 
acknowledged.  
 
References  
[1]  C.P  Nicholas  in  Zeolites  in  Industrial  Separation  and  Catalysis,  S.  Kulprathipanja  Ed.,  Wiley, 
Weinheim, Germany (2010) 355. 
[2]  Q. Shen, L.D. Li, J.J. Li, H. Tian, Z.P. Hao. J. Hazard. Mater. 163(2009) 432. 
[3]  W.J. Roth, J. Čejka, Catal. Sci. Technol. 1 (2011) 43. 
[4]  Z. Qin, L. Lakiss, J.P. Gilson, K. Thomas, J.M. Goupil, C. Fernandez, V. Valtchev, Chem. Mater. 25 
(2013) 2759. 
 



Yüklə 20,03 Mb.

Dostları ilə paylaş:
1   ...   23   24   25   26   27   28   29   30   ...   173




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2022
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə