Synteza zeolitów metodą ADOR (Montaż-Demontaż-Organizacja-Ponowny Montaż)

Podsumowanie

Przedstawiono protokół przygotowania nowych zeolitów metodą syntezy ADOR (Assembly-D isassembly-O rganization-R eassembly).

Streszczenie

Zeolity to ważna klasa materiałów, które mają szeroki zakres zastosowań, takich jak heterogeniczne katalizatory i adsorbenty, które są zależne od ich topologii ramowej. W przypadku nowych zastosowań lub ulepszeń istniejących pożądane są nowe zeolity z nowatorskimi systemami porów. Przedstawiamy metodę syntezy nowych zeolitów z wykorzystaniem drogi ADOR. ADOR to skrót od angielskich słów Assembly, Deassembly, Organization and Reassemble (montaż), demontaż, organizacja i ponowny montaż. Ta syntetyczna trasa wykorzystuje montaż stosunkowo słabo stabilnego tego, co można selektywnie rozłożyć na materiał warstwowy. Powstały warstwowy produkt pośredni można następnie zorganizować na różne sposoby za pomocą starannej manipulacji chemicznej, a następnie ponownie złożyć w zeolity o nowych topologiach. Dzięki starannemu kontrolowaniu etapu organizacji szlaku syntezy, nowe zeolity o nigdy wcześniej nie widzianych topologiach są w stanie zostać zsyntetyzowane. Struktury tych nowych zeolitów są potwierdzane za pomocą proszkowej dyfrakcji rentgenowskiej, a następnie charakteryzowane za pomocą adsorpcji azotu i skaningowej mikroskopii elektronowej. Ta nowa ścieżka syntezy zeolitów demonstruje swoją zdolność do tworzenia nowych ram, które nigdy nie zostały przygotowane przy użyciu tradycyjnych technik syntezy zeolitu.

Wprowadzenie

Zeolity to klasa ciał stałych, które składają się z trójwymiarowego otwartego układu czworościanów dzielących rogi, gdzie kation metalu (tradycyjnie krzem i aluminium) w środku czworościanu otoczony jest przez 4 aniony tlenkowe. Różne układy tych czworościanów ze współdzieleniem narożników prowadzą do różnych struktur zeolitowych, które mogą posiadać szeroką gamę architektur porów. Te struktury porów są w stanie pomieścić małe cząsteczki, co prowadzi do ich zastosowań m.in. w petrochemii, energetyce jądrowej i medycynie. Należy pamiętać, że topologie i materiały zeolitowe mają kody identyfikujące ich topologię (np. UTL) lub rzeczywisty materiał (np. IPC-2) — więcej informacji można znaleźć na stronie internetowej Międzynarodowego Stowarzyszenia Zeolitów www.iza-online.org.

Kluczową cechą zeolitów jest ich porowatość, która określa ich użyteczność, zarządzając ilością i dostępnością wewnętrznej powierzchni, na której zachodzi większość ważnych procesów chemicznych. To z kolei decyduje o aktywności chemicznej i selektywności materiałów. Głównym celem w nauce o zeolitach (a właściwie we wszystkich materiałach porowatych) jest kontrolowanie porowatości.

Zeolity są tradycyjnie syntetyzowane metodą hydrotermalną,1,2 która niewiele się zmieniła w ciągu ostatnich 50 lat. W rzeczywistości ostatnie znaczące postępy miały miejsce w 1961 r. wraz z wprowadzeniem czwartorzędowych soli amoniowych jako środków kierujących^strukturą1 oraz w 1982 r. wraz z odkryciem, że fosfor może zastąpić krzem, co dało początek rodzinie materiałów glinofosforanowych. ³ Biorąc pod uwagę dużą użyteczność zeolitów, istnieje duże zainteresowanie opracowywaniem nowych dróg do nowych materiałów. Taką trasą jest niedawno opracowana strategia ADOR ^4-7, w której zeolit macierzysty jest składany, następnie demontowany, a powstałe w ten sposób gatunki są organizowane w taki sposób, aby umożliwić ostateczne ponowne złożenie w nową bryłę. Wykorzystuje się w tym celu wstępnie przygotowany zeolit, który ma wbudowaną w swoją strukturę nieodłączną niestabilność, którą możemy wykorzystać. ⁸ Ta słaba stabilność wynika z włączenia hydrolitycznie niestabilnego germanu, który jest preferencyjnie zlokalizowany w jednostkach D4R (podwójnych czterech pierścieni), które wiążą ze sobą sąsiednie warstwy bogate w krzemionkę (rysunek 1). Te jednostki D4R mogą być selektywnie usuwane przy użyciu stosunkowo łagodnej obróbki, co pozwala na przeprowadzanie dalszych manipulacji chemicznych na materiale warstwowym pośrednim. ⁴

Główną różnicą między tradycyjną syntezą hydrotermalną a ADOR jest ostateczna metoda tworzenia szkieletu. W syntezie hydrotermalnej jest to proces odwracalny, dzięki któremu końcowa struktura jest krystaliczna. Jednak w procesie ADOR końcowym etapem tworzenia szkieletu (Remontaż) jest nieodwracalna kondensacja warstw w wysokiej temperaturze. Kluczem do uzyskania wysoce krystalicznych materiałów końcowych jest etap organizacji, w którym warstwowe półprodukty są rozmieszczone we właściwych pozycjach względnych, aby umożliwić nieodwracalną kondensację w nowe struktury tak optymalnie, jak to tylko możliwe.

W poniższym przykładzie pokazujemy, jak można przygotować zeolit macierzysty, germanozylekat o topologii zeolitu UTL,9,10 (etap montażu) przy użyciu wcześniej przygotowanego kationu organicznego jako czynnika kierującego strukturą (SDA). Kluczem do sukcesu tego protokołu jest lokalizacja germanu w określonych miejscach w zeolicie, co pozwala na rozłożenie i zorganizowanie macierzystego Ge-UTL, wykorzystując hydrolizę w kwasie do wytworzenia warstwowego produktu pośredniego zwanego IPC-1P. Ten półprodukt może być następnie leczony na dwa różne sposoby. Bezpośredni ponowny montaż materiału IPC-1P w wysokiej temperaturze prowadzi do powstania zeolitu o strukturze IPC-4, którego topologii nadaje kod PCR przez Międzynarodowe Stowarzyszenie Zeolitów (IZA). Jednak IPC-1P może być zorganizowany w różny sposób poprzez interkalację gatunku zawierającego krzem między warstwami. Wynik tej manipulacji nazywamy IPC-2P. Obróbka wysokotemperaturowa tego interkalowanego i zorganizowanego materiału IPC-2P prowadzi do powstania nowego zeolitu o nazwie IPC-2, którego topologii nadano kod IZA OKO. Różnica między topologiami OKO (IPC-2) i PCR (IPC-4) polega na tym, że IPC-2 zawiera podjednostki krzemionki (pojedynczy czteropierścieniowy, S4R) pomiędzy warstwami podobnymi do UTL, podczas gdy IPC-4 nie ma jednostek S4R.

Zeolity charakteryzują się dyfrakcją rentgenowską, adsorpcją N₂i analizą rentgenowską z dyspersją energii przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego.

Protokół

Uwaga: Proszę zapoznać się ze wszystkimi odpowiednimi kartami charakterystyki substancji niebezpiecznych (MSDS) i przeprowadzić ocenę ryzyka wszystkich procedur przed użyciem. Niektóre substancje chemiczne stosowane w tej procedurze syntezy są bardzo toksyczne i rakotwórcze. W czasie trwania tych procedur należy stosować wszystkie odpowiednie procedury bezpieczeństwa, w tym kontrole techniczne (wyciąg) i środki ochrony osobistej (okulary ochronne, fartuch laboratoryjny i odpowiednie rękawice odporne na chemikalia).

1. Przygotowanie czynnika kierującego strukturą do syntezy UTL

1. Rozpuścić 5,68 g wodorotlenku sodu w 140 ml wody destylowanej. Do roztworu dodać 30,66 g 1,4-dibromobutanu i wymieszać.
2. Podgrzać roztwór do refluksu (kąpiel olejowa w temperaturze 110 °C).
3. Dodaj kroplami (~1 kropla na sekundę) 16,07 g (2R,6S)-2,6-dimetylopiperydyny i kontynuuj refluks przez kolejne 12 godzin.
4. Schłodzić do temperatury RT, a następnie schłodzić w kąpieli lodowej.
5. Rozpuścić 50 g wodorotlenku sodu w 75 ml wody destylowanej, aby przygotować 40% wagowy roztwór. Schłodzić na lodzie. Dodać 70 ml schłodzonego lodem roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 40% wag. do schłodzonego roztworu powyżej.
6. Przefiltrować biały osad i rozpuścić w minimalnej ilości chloroformu.
7. Ekstrahować pozostałość wodną chloroformem (trzy porcje po 200 ml). Połączyć porcje chloroformu i wysuszyć przy użyciu ~20 g bezwodnego siarczanu sodu.
8. Usunąć siarczan sodu przez filtrację za pomocą bibuły filtracyjnej i przemyć chloroformem (50 ml).
9. Częściowo odparować chloroform za pomocą wyparki obrotowej, aż zacznie tworzyć się biały osad. Wyjąć z wyparki obrotowej i dodawać eter dietylowy, aż nie będzie widać dalszych opadów.
10. Odzyskać biały osad przez filtrację za pomocą bibuły filtracyjnej w lejku i przemyć eterem dietylowym (50 ml).
11. Wysuszyć biały osad w temperaturze 60 °C O/N, aby otrzymać bromek soli (6R,10S)-6,10-dimetylo-5-azoniaspiro[4,5]dekanu.
12. Rozpuścić 25,0 g bromku (6R,10S)-6,10-dimetylo-5-azoniaspiro[4,5]dekanu w 50 ml wody destylowanej.
13. Zamień anion bromkowy na anion wodorotlenkowy za pomocą żywicy jonowymiennej wodorotlenku.
    1. Dodać 25,0 g żywicy jonowymiennej wodorotlenku do roztworu soli bromkowej i mieszać przez 12 godzin.
    2. Przefiltrować roztwór bibułą filtracyjną i ponownie wystawić filtrat na działanie 25,0 g wodorotlenkowowymiennej żywicy jonowymiennej pod mieszaniem przez 12 godzin. Powtarzać ekspozycję na wodorotlenkową żywicę jonowymienną, aż test azotanu srebra na obecność halogenów da wynik negatywny.
       Uwaga: Test azotanu srebra jest bardzo czułym testem na jony bromowe.
       1. Zakwasić 0,25 ml roztworu produktu 2 ml rozcieńczonego kwasu azotowego (1,0 M). Dodać 2-3 krople roztworu azotanu srebra (0,05 M) do roztworu produktu. Jeśli utworzy się osad, należy powtórzyć ekspozycję na żywicę jonowymienną wodorotlenku i ponownie przetestować, aż nie będzie widać osadu.
14. Potwierdzić stężenie wodorotlenku przez miareczkowanie 0,1 M (co odpowiada 0,1 N) kwasowi solnemu, używając roztworu fenoloftaleiny jako wskaźnika. Za pomocą biurety powoli dodawać małe porcje 0,1 M kwasu solnego do niewielkiej porcji znanej objętości roztworu produktu, aż wskaźnik fenoloftaleiny zmieni kolor (tj. zostanie osiągnięty punkt końcowy). Całkowita liczba moli dodanego kwasu solnego jest równa liczbie moli wodorotlenku w roztworze początkowym.
15. Rozcieńczyć roztwór wodą destylowaną do uzyskania stężenia 0,625 M w wodorotlenku.

2. Przygotowanie macierzystego zeolitu Ge-UTL

1. Rozpuścić 1,08 g ditlenku germanu w 15 ml roztworu czynnika kierującego strukturą (6R,10S)-6,10-dimetylo-5-azoniaspiro[4,5]wodorotlenku dekanu (stężenie 0,625 M).
2. Do powyższego roztworu dodać porcjami 1,246 g zmatowionego dwutlenku krzemu i mieszać przez kolejne 30 minut, aż powstanie jednorodny roztwór.
   Uwaga: Otrzymany żel ma skład molowy 0,8 SiO₂: 0,4 GeO₂: 0,4 ROH: 30 H₂O, gdzie ROH jest środkiem kierującym strukturą.
3. Przenieść żel do autoklawu wyłożonego politetrafluoroetylenem (pojemność 30 ml). Następnie wstaw do piekarnika i podgrzewaj do 175 °C przez 10 dni.
4. Po 10 dniach wyjmij autoklaw z piekarnika i pozostaw do naturalnego ostygnięcia do temperatury pokojowej. Odzyskaj biały produkt zeolitowy przez filtrację. Umyć dużą ilością wody (~200 ml). Wysuszyć zeolit w temperaturze 70 °C O/N.
5. Usunąć czynnik kierujący strukturą z porów zeolitu poprzez podgrzanie zeolitu do temperatury 550 °C z szybkością 1 °C ^min-1, utrzymywanego w temperaturze 550 °C przez 6 godzin, a następnie schłodzonego do temperatury pokojowej z szybkością 2 °C ^min-1.
6. Uzyskaj widmo dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego w proszku, aby potwierdzić strukturę za pomocą protokołu producenta.
   Uwaga: Wzór dyfrakcji rentgenowskiej proszku powinien być zgodny z podanym dla UTL na rysunku 2.
7. Uzyskaj izotermę adsorpcji N₂, aby potwierdzić porowatość za pomocą protokołu producenta.
8. Uzyskaj analizę elementarną za pomocą spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii przy użyciu protokołu producenta.
9. Kalcynowany zeolit należy przechowywać w suchej, obojętnej atmosferze, aby zapobiec hydrolizie materiału.

3. Hydroliza Ge-UTL do postaci IPC-1P

1. Dodać 1,0 g kalcynowanego zeolitu do 160 ml 0,1 M roztworu kwasu solnego.
2. Podgrzewać tę mieszaninę w temperaturze 95 °C przez 18 godzin, schłodzić do temperatury pokojowej i odzyskać ciało stałe przez filtrację przy użyciu bibuły filtracyjnej. Umyć dużą ilością wody (~300 ml) i wysuszyć w temperaturze 70 °C O/N.
3. Uzyskaj widmo dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego w proszku, aby potwierdzić strukturę IPC-1P przy użyciu protokołu producenta.
   Uwaga: Wzór dyfrakcji rentgenowskiej proszku powinien być zgodny z podanym dla IPC-1P na rysunku 2. Wysuszony produkt jest oznaczony IPC-1P i jest przechowywany do dalszego wykorzystania.

4. Przygotowanie zeolitu IPC-4

1. Umieścić 0,5 g IPC-1P w tyglu ceramicznym i podgrzać do temperatury 575 °C z szybkością ogrzewania 1 °C ^min-1, utrzymać w temperaturze 575 °C przez 6 godzin, a następnie schłodzić do temperatury RT z szybkością 2 °C ^min-1.
2. Uzyskaj widmo dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego w proszku, aby potwierdzić strukturę za pomocą protokołu producenta.
   Uwaga: Wzór dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego proszku powinien być zgodny z podanym dla IPC-4 na rysunku 2.
3. Uzyskaj izotermę adsorpcji N₂, aby potwierdzić porowatość za pomocą protokołu producenta.
4. Uzyskaj analizę elementarną za pomocą spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii przy użyciu protokołu producenta. To da informacje o tym, ile Ge pozostaje w strukturze.

5. Przygotowanie zeolitu IPC-2

1. Dodać 0,5 g IPC-1P do 10 ml 1,0 M roztworu kwasu azotowego.
2. Dodać 0,1 g dietoksydimetylosilianu (DEDMS) do roztworu.
3. Przenieść roztwór do autoklawu wyłożonego politetrafluoroetylenem i ogrzewać w piecu w temperaturze 175 °C przez 18 godzin.
4. Wyjmij autoklaw z piekarnika i pozostaw do naturalnego ostygnięcia do RT.
5. Odzyskać biały produkt przez filtrację, przemyć dużą ilością wody (~100 ml) i wysuszyć w temperaturze 70 °C O/N.
6. Uzyskaj widmo dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego w proszku, aby potwierdzić strukturę. Wzór dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego w proszku powinien być zgodny z podanym dla IPC-2P na rysunku 2.
7. Umieścić produkt w tyglu ceramicznym i podgrzać do temperatury 575 °C z szybkością ogrzewania 1 °C ^min-1, utrzymać w temperaturze 575 °C przez 6 godzin, a następnie schłodzić do temperatury RT z szybkością 2 °C ^min-1.
8. Uzyskaj widmo dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego w proszku, aby potwierdzić strukturę za pomocą protokołu producenta.
   Uwaga: Wzór dyfrakcyjny powinien być zgodny z opisanym dla IPC-2 na rysunku 2.
9. Uzyskaj izotermę adsorpcji N₂, aby potwierdzić porowatość za pomocą protokołu producenta.
10. Uzyskaj analizę elementarną za pomocą spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii przy użyciu protokołu producenta.

Wyniki

Dyfraktogramy z dyfrakcji promieni rentgenowskich proszków (Rysunek 2) zebrano dla wszystkich otrzymanych materiałów, w tym dla faz warstw pośrednich IPC-1P i IPC-2P. Dyfrakcja rentgenowska proszków jest główną techniką stosowaną do określania rodzaju obecnych faz zeolitowych. Należy zauważyć, że struktury krystaliczne IPC-1P i IPC-2P nie są w pełni scharakteryzowane, ponieważ materiały te są zawsze w pewnym stopniu nieuporządkowane. Jednak każdy dyfraktogram proszkowy może służyć jako „odcisk palca” interesującej nas fazy. Najważniejszą cechą, na którą należy zwrócić uwagę, jest położenie pików na dyfraktogramie, co dostarcza informacji o rozmiarze komórki elementarnej. Każdy z zeolitów (oraz produkty pośrednie) ma inny rozmiar komórki elementarnej, zatem położenia pików na każdym zebranym dyfraktogramie są diagnostyczne dla obecności danej fazy i powinny odpowiadać położeniom na dyfraktogramach referencyjnych przedstawionych na Rysunku 2. W szczególności w pierwszej kolejności należy sprawdzić położenie najintensywniejszego piku. Jeśli położenie tego głównego piku zgadza się z położeniem na dyfraktogramach referencyjnych, należy sprawdzić, czy pozostałe piki również są zgodne. Jeżeli użyty dyfraktometr jest dobrze skalibrowany i konserwowany, zgodność ta powinna być stosunkowo wysoka. Dodatkowe piki obecne na dyfraktogramach próbek, których nie ma na odpowiednim dyfraktogramie na Rysunku 2, wskazują, że przygotowana próbka nie jest czysta fazowo. Intensywności pików na dyfraktogramie nie są istotne dla procedury identyfikacji fazy i mogą różnić się między próbką a wzorcem ze względu na różnice w aparaturze, więc można je pominąć. Intensywności stają się istotne dopiero podczas prowadzenia pełnych badań strukturalnych w celu uzyskania informacji o pozycjach atomów, co nie jest konieczne w niniejszym badaniu.

Choć dyfrakcja rentgenowska jest główną metodą analizy strukturalnej, do charakteryzacji otrzymanych zeolitów można wykorzystać również izotermy adsorpcji azotu (Rysunek 3). Ta metoda eksperymentalna wymaga w pierwszej kolejności usunięcia wszelkich cząsteczek (zazwyczaj wody) znajdujących się w porach kanałów poprzez ogrzewanie próbki, zwykle w próżni. Następnie próbkę chłodzi się, zazwyczaj do 77 K, a do układu wprowadza się niewielkie ilości gazowego azotu, stosując pomiary grawimetryczne lub wolumetryczne w celu określenia ilości azotu zaadsorbowanego przez próbkę. Ilość zaadsorbowanego azotu nanosi się na wykres w zależności od ciśnienia gazu, co pozwala uzyskać izotermy przedstawione na Rysunku 3. W przypadku udanej syntezy izotermy będą miały kształt zbliżony do tych pokazanych na Rysunku 1. W optymalnych warunkach całkowita ilość zaadsorbowanego gazu będzie największa dla próbki wyjściowej UTL, niższa dla IPC-2 i najniższa dla IPC-4. Odpowiada to zmianom w wielkości porów. Na podstawie tych danych możliwe jest również wyznaczenie powierzchni właściwych przy użyciu równania BET (Tabela 1).¹¹

Analiza pierwiastkowa to kolejna technika, którą można wykorzystać do określenia stopnia usunięcia germanu z produktu. Można zastosować dowolną odpowiednią technikę analizy chemicznej, jednak w celu ustalenia składu macierzystego zeolitu Ge-UTL oraz końcowych zeolitów IPC-2 i -4 zastosowaliśmy energodispersyjną analizę rentgenowską (EDX) z wykorzystaniem skaningowego mikroskopu elektronowego (Tabela 1).

Rycina 1. Proponowany schemat mechanizmu przejścia od zeolitu macierzystego UTL do końcowych zeolitów IPC-2 i -4. Jednostka D4R macierzystego UTL została zaznaczona na czerwono. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 2. Dyfraktogramy XRD proszków rodzimego zeolitu UTL „as-made” oraz kalcynowanego (lewo) a także produktów pośrednich i końcowych zeolitów (prawo). IPC-2P jest produktem interkalacji warstwowego IPC-1P za pomocą DEMDA przed kalcynacją. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 3. Izotermy adsorpcji azotu zarejestrowane w 77 K dla UTL (czarny), IPC-2 (niebieski) i IPC-4 (czerwony). Izoterma adsorpcji jest przedstawiona jako kształt niezakolorowany, a izoterma desorpcji jako kształt zakolorowany. Rycina ta została udostępniona za zgodą Nature Publishing Group z referencji 4. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Zeolit	Powierzchnia właściwa BET (m2/g)	Stosunek Si:Ge
Ge-UTL	541.3 ± 1.1	5.8
IPC-2	334 ± 1.0	>500
IPC-4	236 ± 0.7	90

Tabela 1. Wartości porowatości i skład pierwiastkowy zeolitów.

Dyskusja

Pełny opis faktycznego mechanizmu procesu ADOR wykracza poza zakres niniejszego artykułu, ale można go znaleźć w cytowanych opublikowanych pracach. ^3,5,8 Warto jednak rozwinąć temat potencjalnego znaczenia tego procesu. Metoda przygotowania zeolitu ADOR różni się znacznie od tradycyjnych metod syntezy zeolitów sposobem przygotowania materiału końcowego. Najważniejszą konsekwencją tego jest to, że materiały przygotowane w procesie ADOR mogą zasadniczo różnić się od tradycyjnie wytwarzanych zeolitów. W szczególności istnieje możliwość wykorzystania metody ADOR do przygotowania materiałów, które są energetycznie odrębne. Teoria, która za tym stoi, jest opisana w odnośniku 8.

Kontrola porowatości to kolejny obszar, w którym metoda ADOR wykazuje inne właściwości niż metody tradycyjne. ¹³ W szczególności możliwe jest otrzymanie całej serii zeolitów o porowatości regulowanej w sposób ciągły, co do tej pory nie było możliwe w przypadku zeolitów otrzymywanych metodą syntezy hydrotermalnej. Modyfikacja w celu włączenia serii znajduje się w kroku 3 procesu opisanego powyżej. Zmieniając stężenie użytego kwasu od 0,1 M aż do 6 M (a nawet więcej), można dostosować charakter materiału końcowego. Szczegółowe informacje na temat tego, w jaki sposób można to osiągnąć, znajdują się w piśmiennictwie 13. Jest to zarówno wielka szansa, jak i ryzyko. Czasami, jeśli stężenie użytego kwasu, temperatura i czas pozostały do reakcji nie są optymalne, otrzymane materiały wykazują wzór dyfrakcyjny, w którym położenie najbardziej intensywnego piku nie odpowiada położeniu pokazanemu na rysunku 2. Jednak w takiej sytuacji można to rozpoznać, porównując wzorce promieniowania rentgenowskiego proszku z eksperymentu z tymi opisanymi w odnośniku 13.

Kluczowymi krokami w protokole, które zapewniają osiągnięcie pomyślnego wyniku, są te związane z manipulacjami. Po pierwsze, ważne jest, aby wszelkie roztwory mające kontakt z warstwowymi produktami pośrednimi nie były zasadowe, ponieważ sprzyja to rozpuszczaniu krzemionki, zwłaszcza w wysokiej temperaturze. Po drugie, kluczowym czynnikiem jest nieodwracalny końcowy etap procesu ADOR, a zatem właściwa organizacja materiału (kroki 3.2 i 5.2) jest kluczowa dla powodzenia procesu. Jak opisano powyżej, czas i kwasowość są ważnymi zmiennymi w procesie, dlatego zapewnienie optymalizacji tych kroków jest niezwykle ważne.

Jak opisano powyżej, istnieje wymóg, aby zeolit macierzysty był germanokrzemianem, a german znajduje się w określonych miejscach w strukturze. Ograniczy to liczbę zeolitów, które mogą być używane jako rodzic. Zeolit UTL jest jedynym materiałem, który został znacząco zbadany jako rodzic. Istnieją jednak pierwsze przesłanki, że inni rodzice mogą być z powodzeniem zastosowani do tego procesu, ale potrzebne są dalsze prace w tej dziedzinie.

Aby upewnić się, że metoda ADOR działa, należy zachować dużą ostrożność podczas manipulacji po etapie demontażu, aby upewnić się, że warstwy pośredniego IPC-1P nie rozpuszczają się ani nie ulegają znacznemu przegrupowaniu. Ważne jest również, aby uzyskać odpowiednią kwasowość, czas i temperaturę warunków reakcji, aby zoptymalizować produkty końcowe. Tak dokładna kontrola nad warunkami reakcji może być na początku dość myląca i jest główną siłą napędową naszego pragnienia posiadania wideoopisu procedury.

Podsumowując, procedura ta opisuje, w jaki sposób metoda syntezy zeolitów ADOR może być zastosowana do germanokrzemianu o strukturze szkieletowej UTL w celu utworzenia dwóch różnych zeolitów, IPC-2 (OKO) i IPC-4 (PCR).

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Wodorotlenek sodu	Fisher Chemical	S/4920/53	99%
1,4-dibromobutan	Aldrich	140805-500G	99%
(2R,6S)-2,6-dimetylopiperydyna	Aldrich	41470-100ML	99%
Olej parafinowy	Fisher Chemical	P/0320/17
Chloroform	Fisher Chemical	C/4920/17	>99%
Siarczan sodu (bezwodny)	Fisher Chemical	S/6600/60	>99%
Eter dietylowy	Sigma Aldrich	24002-2.5L	>99.5%
Ambersep 900-OH	Acros Substancje organiczne	301340025
Kwas solny, 0,1 N	Fluka	318965-500ML
Fenoloftaleina	Sigma Aldrich	105945-50G	Odczynnik ACS
Azotan srebra	Ames Goldsmith
Dwutlenek germanu	Alfa Aesar	11155	100,00%
zmatowiona krzemionka (Cab-o-sil M-5)	Acros Organics	403731500