Yöntem makalesi

ADOR (Meclis-Demontaj-Organizasyon-Yeniden) Rota Kullanma Zeolit ​​sentezi

DOI:

10.3791/53463

⸱

3 Nisan 2016

 ,  , 
1EaStChem School of Chemistry, The University of St Andrews, 2J. Heyrovský Institute of Physical Chemistry, Academy of Sciences of the Czech Republic

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

AdoR ederek yeni zeolit ​​hazırlanması için bir protokolü (A ssembly- D isassembly- O rganization- R eassembly) sentetik yol sunulmaktadır.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zeolitler, çerçeve topolojilerine bağlı olarak heterojen katalizörler ve adsorbanlar gibi geniş kapsamlı uygulamalara sahip önemli bir malzeme sınıfıdır. Yeni uygulamalar veya mevcut uygulamalarda iyileştirmeler için, yeni gözenek sistemlerine sahip yeni zeolitler arzu edilir. ADOR yolunu kullanarak yeni zeolitlerin sentezi için bir yöntem gösteriyoruz. ADOR, Montaj, Sökme, Organizasyon ve Yeniden Montaj'ın kısaltmasıdır. Bu sentetik yol, katmanlı bir malzemeye seçici olarak demonte edilebilen, nispeten zayıf stabil bir şeyin montajından yararlanır. Elde edilen katmanlı ara ürün daha sonra dikkatli kimyasal manipülasyon ile farklı şekillerde düzenlenebilir ve daha sonra yeni topolojilerle zeolitler halinde yeniden birleştirilebilir. Sentetik yolun organizasyon basamağını dikkatli bir şekilde kontrol ederek, daha önce hiç görülmemiş topolojilere sahip yeni zeolitler sentezlenebilir. Bu yeni zeolitlerin yapıları, toz X-ışını kırınımı kullanılarak doğrulanır ve ayrıca nitrojen adsorpsiyonu ve taramalı elektron mikroskobu ile karakterize edilir. Zeolitler için bu yeni sentetik yol, geleneksel zeolit sentez teknikleriyle hiç hazırlanmamış yeni çerçeveler üretme yeteneğini göstermektedir.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zeolitler Tetrahedral merkezlerinde metal katyonu (geleneksel olarak silikon ve alüminyum) 4 oksit anyonları ile çevrilidir köşe paylaşım tetrahedra üç boyutlu açık düzenlemesi oluşur katı bir sınıfıdır. gözenek mimarileri geniş bir yelpazede sahip farklı zeolit ​​çerçeveler bu köşe paylaşım dörtyüzlüsü kurşun farklı düzenlemeler. Bu gözenek yapıları diğerleri arasında, petrokimya, nükleer ve tıbbi alanları içinde kendi uygulamalarına yol açan küçük moleküller, uyum edebiliyoruz. Bu zeolit ​​topolojileri dikkat ve malzemeler (örneğin, IPC-2) kendi topoloji (örneğin UTL gibi) ya da gerçek bir malzeme tespit kodları verilmiştir - Uluslararası Zeolit ​​Derneği web sitesine bakın daha fazla bilgi için, www.iza-online.org .

zeolitlerin önemli özelliği miktarı ve accessibil yöneten kendi programını tanımlayan onların porozite olduğunuÖnemli kimya çoğu gerçekleştirilen iç yüzey alanının Sığ. Bu da, malzemenin kimyasal aktivite ve seçicilik belirler. zeolit ​​bilim (ve aslında tüm gözenekli malzeme bilimi) 'de büyük bir hedef gözenekliliği kontrol etmektir.

Zeolitler geleneksel son 50 yıl içinde çok az değişti hidrotermal yöntemi, 1, 2 tarafından sentezlenir. Aslında, son büyük gelişmeler fosfor, silikon malzeme alüminofosfat ailesi sebebiyet veren için ikame edilebilir keşif ile yapı yönlendiren ajanları 1 olarak ve 1982 yılında dörtlü amonyum tuzlarının tanıtımıyla 1961 yılında meydana geldi. 3 büyük yarar göz önüne alındığında zeolitler, yeni malzemeler, yeni güzergahlar geliştirme konusunda büyük ilgi var. Daha sonra, Disassembl bir üst zeolit ​​Montajlı olan 7 - Böyle bir rota yeni geliştirilen ADOR stratejisi 4'türed ve yeni bir katı içine nihai Yeniden Takma izin verecek şekilde organize sonuçlanan türler. Bu, yararlanabiliriz onun çerçevesi, yerleşik doğal istikrarsızlık vardır önceden hazırlanmış zeolit ​​kullanımı yapar. 8 Bu kötü istikrar tercihen D4R (çift dört halkalı) birimler içinde yer almaktadır hidrolitik kararsız germanyum katılması kaynaklanıyor birlikte bağlama bitişik silis açısından zengin katmanlar (Şekil 1). Bu D4R birimleri seçici başka kimyasal manipülasyonlar ara tabakalı madde üzerinde gerçekleştirilen sağlayan nispeten hafif bir tedavi kullanılarak temizlenebilir. 4

Geleneksel hidrotermal sentez ve Ador arasındaki en büyük fark çerçevesi oluşumunun son yöntemdir. hidrotermal sentez bu nihai yapısı kristal halinde olmasını sağlayan bir geri dönüşlü bir süreçtir. ADOR işleminde, ancak nihai çerçeve oluşturulma aşaması (Yeniden) geri dönüşü olmayan bir eşYüksek sıcaklıkta katmanların ndensation. Çok kristalli nihai malzemelerin almak için anahtarı daha sonra katmanlı ara yeni çerçeveler içine geri dönüşümsüz yoğunlaşma olarak optimum mümkün olduğu gibi olmasına izin hakkı göreli konumlara Organizasyon adımdır.

Aşağıdaki örnekte, üst zeolit ​​UTL zeolit ​​topoloji, 9 ile germanosilicate, 10 bir yapı-yönlendirici maddenin (SDA) ve önceden hazırlanmış bir organik katyon ile (montaj aşaması) hazırlanabilir şeklini göstermektedir. Bu protokolün başarının anahtarı ebeveyn Asamalı UTL IPC-1P denilen katmanlı orta üretmek için asit hidroliz kullanarak, demonte ve organize edilmesini sağlar zeolit, belirli yerlerde germanyum konumudur. Bu ara madde daha sonra iki farklı şekilde tedavi edilebilir. Yüksek sıcaklıkta IPC-1P malzemenin doğrudan takılması t açartopoloji Uluslararası Zeolit ​​Derneği (IZA) kod PCR verilir IPC-4 yapısı ile oa zeolit. Bununla birlikte, IPC-1P tabakaları arasında bir silikon içeren türlerin interkalasyon ile farklı bir şekilde organize edilebilir. Bu manipülasyon IPC-2P sonucunu diyoruz. Bu interkelatlaşmış ve organize IPC-2P malzemenin yüksek sıcaklık tedavisi olan topoloji IZA kodu Oko verilen IPC-2 olarak adlandırılan yeni bir zeolit, yol açar. OKO (IPC-2) ve PCR (IPC-4) topolojileri arasındaki fark IPC-4 no S4R birimler vardır oysa IPC-2 kat benzeri UTL arasındaki silis alt birimleri (bir tek dört halka, S4R) içermesidir.

Zeolitler, taramalı elektron mikroskobu kullanarak, X-ışını kırınımı, N2 adsorpsiyon ve enerji Dağılımı X-ışını analizi ile karakterize edilir.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dikkat: tüm ilgili malzeme güvenlik bilgi formlarını (MSDS) bakın ve kullanmadan önce tüm prosedürlerin bir risk değerlendirmesi yürütmek edin. Bu sentez prosedüründe kullanılan kimyasalların çeşitli akut toksik ve kanserojendir. mühendislik kontrolleri (davlumbaz) ve kişisel koruyucu ekipman (koruyucu gözlük, laboratuvar önlüğü ve uygun kimyasal dayanıklı eldivenler dahil) bu işlemler süresince tüm uygun güvenlik prosedürleri kullanın.

UTL sentezi yapı-yönetmenlik Agent 1. Hazırlık

  1. damıtılmış su, 140 ml sodyum hidroksit 5.68 g çözündürülür. çözüm ve karıştırın 1,4-dibromobütan 30.66 g ekleyin.
  2. (110 ° C de yağ banyosu) geri akışa çözelti ısıtılır.
  3. damla damla ekleyin (~ saniyede 1 damla) (2R, 6S) -2,6-dimetilpiperidin ve 12 saat boyunca geri akışa devam 16.07 gr.
  4. Bir buz banyosu içinde oda sıcaklığına soğutulur ve sonra da soğuk.
  5. sodyum, 50 g çözülürdamıtılmış su, 75 ml hidroksit ağırlıkla% 40 bir çözelti hazırlamak için. buz üzerinde soğutun. buz ekle 70 mi, yukarıda soğutulmuş çözeltiye 40 ağırlık% sodyum hidroksit solüsyonu soğutuldu.
  6. Beyaz bir çökelti filtre edilir ve az kloroform içinde çözülür.
  7. kloroform ile sulu bir tortu (üç 200 mL'lik kısımlar) ekstrakte edin. Kloroform kısımları birleştirin ve ~, susuz sodyum sülfat ile 20 gr ile kurutun.
  8. filtre kağıdı kullanılarak süzme ile, sodyum sülfat çıkarın ve kloroform (50 mi) ile yıkayın.
  9. Kısmen beyaz bir çökelti oluşturmak üzere başlayana kadar bir döner buharlaştırıcı kullanılarak kloroform buharlaşır. döner buharlaştırıcı çıkarın ve daha fazla çökelti görünene kadar, dietil eter ilave edilir.
  10. Huninin filtre kağıdı kullanılarak süzme ile beyaz bir çökelti elde etmek ve dietil eter (50 mi) ile yıkayın.
  11. 60 ° CO beyaz bir çökelti Kuru / K tuzu (6R, 10S) -6,10-dimetil-5-azoniaspiro [4.5] dekan bromür elde edilmiştir.
  12. 25.0 g çözülür(6R, 10S) -6,10-dimetil-5-azoniaspiro damıtılmış su, 50 ml [4,5] dekan bromitten hazırlandı.
  13. bir hidroksit iyon değişim reçinesi kullanılarak hidroksit anyonu bromit anyon değiştirme.
    1. bromür tuzu çözeltisine bir hidroksit iyon değiştirme reçinesi 25.0 g ekleyin ve 12 st için karıştırılmıştır.
    2. filtre kağıdı ile çözelti filtre edin ve 12 saat için karıştırma altında hidroksit iyon değiştirme reçinesi 25.0 g filtrat yeniden maruz kalmaktadır. Halojenler için bir gümüş nitrat testi negatif sonuç dönünceye kadar hidroksit iyon değiştirme reçinesi maruz kalma tekrarlayın.
      Not: gümüş nitrat testi bromür iyonları için çok hassas bir testtir.
      1. mi nitrik asit (1.0 M) seyreltin 2 ürünü çözeltisi 0.25 mL asitleştirin. Ürün çözeltisine gümüş nitrat çözeltisi (0.05 M) 2-3 damla ekleyin. Bir çökelti oluşur, sonra hidroksit iyon değiştirme reçinesine maruz tekrar ve çökelti görülebilir kadar yeniden test edin.
  14. hydroxid konsantrasyonunu teyitBir gösterge olarak, fenolftalein çözeltisi kullanılarak hidroklorik asit (0.1 N eşdeğerdir) 0.1 M ile titrasyon e. Fenolftalein göstergesi sadece renk değişikliği kadar büret kullanarak, yavaşça ürünün çözeltisinin hacmi bilinen bir küçük bir kısmı için 0,1 M hidroklorik asit az miktar ilave (örneğin, uç nokta ulaşıldığında). ilave hidroklorik asit toplam mol sayısı başlangıç ​​solüsyonunda hidroksit mol sayısına eşittir.
  15. hidroksit içinde 0.625 M bir konsantrasyonu vermek üzere damıtılmış su ile seyreltilir.

Veli Ge-UTL Zeolit ​​2. Hazırlık

  1. yapısı yönlendirilmesi maddenin çözeltisi, 15 ml (6R, 10S) -6,10-dimetil-5-azoniaspiro [4.5] dekan hidroksit (0.625 M konsantrasyon) içinde germanyum dioksit 1.08 g çözündürülür.
  2. Homojen bir çözelti oluşana kadar 30 dakika daha için yukarıdaki çözeltiye füme silikon dioksit kısımlar halinde 1.246 g ekleyin ve karıştırın.
    Not: 0.4 GEO 2,: 0.4 ROH: Elde edilen jel 0,8 SİO2 mol bileşime sahiptir ROH yapısı yönlendiren madde 30 H2O.
  3. politetrafloroetilen kaplı kapta (30 mi kapasite) jelin aktarın. Daha sonra, 10 gün boyunca 175 ° C'de bir fırında ve ısı yerleştirin.
  4. 10 gün sonra, fırından otoklav kaldırmak ve oda sıcaklığına doğal soğumaya bırakın. filtrasyon ile beyaz zeolit ​​ürünü kurtarın. bol miktarda su (~ 200 mi) ile yıkayın. 70 ° CO / N de zeolitin kurutun.
  5. 1, 2 ° C bir hızda oda sıcaklığına soğutulmadan önce 6 saat süreyle 550 ° C sıcaklıkta tutulan - 1 ° C dk'lık bir oranda 550 ° C'ye kadar zeolit ​​ısıtılmasıyla zeolit ​​gözeneklerinden yapısı yönlendiren maddesi kaldırma dk - 1.
  6. üreticinin protokolünü kullanarak yapısını doğrulamak için, toz X-ışını kırınım spektrumunu elde edin.
    Not: Toz X-ışını kırınım deseni ver aynı olmalıdırn, Şekil 2'de UTL için.
  7. Üreticinin protokolü kullanılarak gözeneklilik onaylamak için bir N2 adsorpsiyon izotermi kazanır.
  8. Üreticinin protokolü kullanılarak Enerji Dağılımı X-ışını Spektroskopisi kullanarak element analizi kazanır.
  9. malzemenin hidrolizini önlemek için kuru bir atıl atmosfer içinde kalsine zeolitin saklayın.

Ge-UTL 3. Hidroliz IPC-1P Form

  1. 0.1 M hidroklorik asit solüsyonu, 160 ml kalsine zeolit ​​1.0 gr.
  2. Oda sıcaklığına soğutun, 18 saat, 95 ° C 'de bu karışımı ısıtılır ve bir filtre kağıdı kullanılarak katı süzme ile geri. bol miktarda su (~ 300 mi) ve 70 ° de CO / N kuru yıkayın.
  3. üreticinin protokolünü kullanarak IPC-1P yapısını doğrulamak için, toz X-ışını kırınım spektrumunu elde edin.
    Not: Toz X-ışını sapması modeli, Şekil 2'de IPC-1P için verilen aynı olmalıdır kurutulmuş ürün olarak adlandırılır.IPC-1P ve kullanım için depolanır.

IPC-4 Zeolit ​​4. hazırlanması

  1. 1 ° C dk'lık bir ısıtma hızında 575 ° C'ye kadar, bir seramik pota ve ısı IPC-1p 0.5 g - 1, 2 ° C dk'lık bir hızda oda sıcaklığına soğutulmadan önce 6 saat süreyle 575 ° C 'de sabit 1 -.
  2. üreticinin protokolünü kullanarak yapısını doğrulamak için, toz X-ışını kırınım spektrumunu elde edin.
    Not: Toz X-ışını sapması modeli, Şekil 2'de IPC-4 için verilen aynı olmalıdır.
  3. Üreticinin protokolü kullanılarak gözeneklilik onaylamak için bir N2 adsorpsiyon izotermi kazanır.
  4. Üreticinin protokolü kullanılarak Enerji Dağılımı X-ışını Spektroskopisi kullanarak element analizi kazanır. Bu Ge yapısında kalır ne kadar bilgi verecektir.

IPC-2 Zeolit ​​5. hazırlanması

  1. 1.0 M nitrik 10 ml IPC-1p 0.5 g eklemeasit çözeltisi.
  2. çözeltiye diethoxydimethylsilane 0.1 g (DEDMS) ekleyin.
  3. 18 saat 175 ° C de bir fırında, bir politetrafluoroetilen kaplı otoklav ve ısı çözüm aktarın.
  4. Fırından otoklav çıkarın ve oda sıcaklığına kadar doğal soğumaya bırakın.
  5. bol miktarda su (~ 100 mi) ve 70 ° de CO / N oranında suyla yıkayın, süzme ile beyaz bir ürünün geri kazanılması.
  6. Yapıyı teyit etmek için bir toz X-ışını kırınım spektrumunu elde edin. Toz X-ışını sapması modeli, Şekil 2'de IPC-2P için verilen aynı olmalıdır.
  7. 1 ° C dk'lık bir ısıtma hızında 575 ° C'ye kadar, bir seramik pota ve ısı ürünü yerleştirin - 1, 2 ° C dk'lık bir hızda oda sıcaklığına soğutulmadan önce 6 saat süreyle 575 ° C'de tutun - 1.
  8. üreticinin protokolünü kullanarak yapısını doğrulamak için, toz X-ışını kırınım spektrumunu elde edin.
    Not: sapması modeli ile aynı olmalıdır tŞekil 2'de IPC-2 için verilen şapka.
  9. Üreticinin protokolü kullanılarak gözeneklilik onaylamak için bir N2 adsorpsiyon izotermi kazanır.
  10. Üreticinin protokolü kullanılarak Enerji Dağılımı X-ışını Spektroskopisi kullanarak element analizi kazanır.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Toz X-ışını kırınım modelleri, (Şekil 2), ara tabaka fazı IPC-1p ve IPC-2P dahil üretilen tüm malzemeler için elde edilmiştir. Toz X-ışını kırınım bulunan zeolit ​​fazların durumunu tespit etmek için kullanılan birincil bir tekniktir. malzemeler her zaman biraz düzensiz olarak IPC-1P ve IPC-2P kristal yapıları tamamen karakterize unutmayın. Bununla birlikte, her bir toz sapması modeli ilgi aşaması için bir "parmak izi" olarak da kullanılabilir. aramak için en önemli özelliği birim hücre boyutu hakkında bilgi verir desen, tepe konumudur. Zeolitler (ve ara) her biri, farklı bir birim hücre boyutuna sahiptir ve her toplanan sapma örüntüsünde, böylece zirve konumları, söz konusu fazın tespit eden, ve Şekil 2'de gösterilen bir referans desen pozisyonlarını uygun olmalıdır. Gelen partien yoğun tepe konumunu cular aramak için ilk şeydir. Bu ana zirvenin konum referans modelleri konumunu eşleşirse sonra bir başka zirveleri de maç olmadığını görmek için bakmak gerekir. kullanılan Difraktometre iyi hizalanmış ve bakımı yapılırsa o zaman bu maç nispeten iyi olması gerekir. Şekil 2'de söz konusu kalıp içinde mevcut olmadığında, Örnek X-ışını kırınım desenleri, bu ilave tepe Hazırlanan numune faz saflığındaki olmadığına işaret etmektedir. kırınım deseninde piklerin şiddetleri faz tanımlama prosedürü için önemli değildir, ve göz ardı edilebilir, böylece onlar çünkü enstrümantasyon farklılıklar örnek ve referans modelleri arasında farklılık gösterebilir. Bu çalışmada gerekli değildir atom pozisyonları, hakkında bilgi almak için tam yapısal çalışmalar tamamlarken yoğunlukları sadece önemli hale gelir.

X-ışını difraksiyonu Birincil met ikenYapısal analiz, azot adsorpsiyon izotermlerinin (Şekil 3) OD aynı zamanda ürün zeolitlerin karakterize etmek için kullanılabilir. Bu deneysel yöntem birinci kanalın gözenekleri içinde mevcut olan herhangi bir molekülü (genellikle su), genellikle bir vakum altında, örnek ısıtılarak uzaklaştırılır gerektirir. Daha sonra numune, genellikle 77 K'ye, soğutulur ve bir nitrojen gazı az miktarlarda sisteme tatbik edilmektedir ve gravimetrik veya volumetrik ya ölçümler örnek tarafından adsorbe edilmiş ne kadar azot belirlemek için kullanılır. Azot adsorbe miktarı Şekil 3'te gösterilen izotermleri elde gaz basıncına karşı çizilir. Başarılı sentezi Şekil 1 'de, bu göstermek için benzer bir şekle sahip izotermleri gösterir. Toplam miktarı için en büyük olacak adsorbe iyi durumlarda miktar IPC-4 için IPC-2 ve düşük düşük olması ile ana UTL örnek. Bu gözenek boyutları değişimi ile eşleşir. BundanVeriler, BET denklem (Tablo 1) kullanarak yüzey alanlarını elde etmek de mümkündür. 11

Element analizi germanyum üründen çıkartılmış olan boyutunu tespit etmek için kullanılabilen başka bir tekniktir. Herhangi bir uygun kimyasal analiz tekniği kullanılabilir, ancak dispersif X-ışını analizi (EDX) üst Ge-UTL zeolit ​​bileşimin tespit etmek için bir tarama elektron mikroskopu kullanılarak ve son zeolitleri IPC-2 ve -4- (Tablo enerji kullandık 1).

figure-results-1
Şekil 1. Nihai zeolitler, ana zeolit ​​UTL gelen mekanizmasının şematik Önerilen IPC-2 kırmızı vurgulanır ana UTL -4. D4R birimi. Pkira, bu rakamın büyük halini görmek için buraya tıklayın.

figure-results-2
"Olarak yapımı 'üst ve kalsine UTL zeolit ​​(sol) ve ara maddeler ve son zeolitler (sağ) Şekil 2. Toz X-ışını kırınım desenleri. IPC-2P DEMDA önce katmanlı IPC-1p intercalating ürünüdür kalsinasyon için. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

figure-results-3
Şekil 3. UTL (siyah) için 77 K kaydedilen Azot adsorpsiyon izotermleri, IPC-2 (mavi) ve IPC-4 (kırmızı). Adsorpsiyon izotermi doldurulmamış şekil ve Desorpti olarak gösterilendoldurulmuş şekil olarak izoterm üzerinde. Bu rakam nazik referans 4. Doğa Yayın Grubu izniyle çoğaltılamaz bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Zeolit BET yüzey alanı (m2 / g), Si: Ge Oranı
Ge-UTL 541,3 ± 1.1 5.8
IPC-2 334 ± 1.0 > 500
IPC-4 236 ± 0.7 90

Tablo 1. Gözeneklilik değerleri ve zeolitler elementel kompozisyon.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ADOR sürecinin fiili mekanizmasının tam açıklaması bu yazının kapsamı dışındadır, ancak yayınlanan bildiri bulunabilir gösterdi. 3, 5, 8 Bununla birlikte, sürecin potansiyel önemi üzerinde genişleyen değer. Zeolit ​​hazırlama ADOR yöntemi nihai malzeme hazırlandığı şekilde zeolit ​​sentezi geleneksel yöntemlerle önemli ölçüde farklıdır. Bunun en önemli sonucu ADOR işlemi kullanılarak hazırlanan malzemeler geleneksel olarak yapılan zeolitler temelde farklı olma potansiyeline sahip olmasıdır. Özellikle enerjik ayrıdır malzemeleri hazırlamak için ADOR yöntemini kullanmak kapsamı nedir. Bu arkasındaki teori referans 8'de tarif edilmektedir.

Porozite üzerinde kontrol ADOR yöntemi geleneksel yöntemlere farklı özellikler gösteren başka bir alandır. Özellikle 13, bu hazırlık aşamasında mümkünşimdiye kadar zeolitler için mümkün olmuştur sürekli arasında ayarlanabilir gözeneklilik ile zeolit ​​bir dizi yeniden hidrotermal sentez kullanarak hazırladı. dizi sağlamak için modifikasyon, yukarıda tarif edilen işlem aşama 3 bulunmaktadır. tüm yol 6 M (ve hatta ötesinde) kadar 0.1 M den kullanılan asidin konsantrasyonu değiştirerek bir final malzemenin doğasını uyarlayabilirsiniz. Bu nasıl sağlanabileceği tüm ayrıntıları referans 13'te verilen bu büyük bir fırsat ve risk hem de. Asit konsantrasyonu, kullanılan Bazen, sıcaklık ve zaman elde edilen malzeme en yoğun tepe noktasının konumu, Şekil 2'de gösterilen, bu eşleşmeyen bir kırınım paterni gösteren uygun değildir reaksiyona bırakılır. Ancak, bu tür bir durumda Bu referans 13'de tarif edilenlere deneyden elde edilen bir toz X-ışını modelini karşılaştırmanın tarafından kabul edilebilir.

Başarılı ou sağlamak protokol kritik adımlartcome bu manipülasyonlar ile ilgileniyor elde edilir. İlk olarak, bu, özellikle yüksek sıcaklıkta silis çözülmesini teşvik katmanlı ara-maddeler ile temas halindeki herhangi çözeltiler, alkali olmayan önemlidir. İkincisi, ADOR sürecinin geri dönüşü olmayan son adım önemli bir faktördür, ve bu yüzden malzemenin uygun organizasyonu (3.2 ve 5.2 adımları) sürecinin başarısı için çok önemlidir. Yukarıda tarif edildiği gibi, zaman ve asitliği önemli bir süreç içinde değişken ve bu nedenle bu adımların optimize sağlanması son derece önemlidir her ikisi de.

tarif edildiği gibi, yukarıda ana zeolit ​​yapıda belirli yerlerde bulunan germanyum bir germanosilicate bir gereklilik yoktur. Bu ebeveyn olarak kullanılabilecek zeolitlerin sayısını sınırlar. Zeolit ​​UTL önemli ölçüde bir ebeveyn olarak araştırılmıştır tek malzemedir. Ancak, diğer veliler başarıyla ap olabileceğini erken belirtiler vardırişleme uygulanmıştır, fakat daha fazla çalışma, bu alanda gereklidir.

ADOR yöntemi çalışır sağlamak için, büyük bir özenle ara IPC-1P katmanları çözülür ya da önemli bir yeniden düzenlenmeye uğramayan emin olmak için demontaj aşamadan sonra manipülasyonlara alınmalıdır. Nihai ürünler optimize etmek için doğru reaksiyon koşulları asit, zaman ve sıcaklık elde etmek için önemlidir. Reaksiyon koşulları üzerinde böyle güzel kontrol ilk etapta oldukça kafa karıştırıcı olabilir, ve prosedürün bir video açıklaması var bizim arzu arkasında büyük bir itici güçtür olabilir.

Sonuç olarak, bu prosedür, zeolit ​​sentez ADOR yöntemi iki farklı zeolitler, IPC-2 (OKO) ve IPC-4 (PCR) oluşturmak için UTL çerçeve yapısı ile germanosilicate uygulanabilir açıklamaktadır.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

R.E.M. Royal Society ve E.P.S.R.C.'ye (Grants EP/L014475/1, EP/K025112/1 ve EP/K005499/1) bu alandaki çalışmaları finanse ettikleri için teşekkür eder. J.Č. Çek Bilim Vakfı'na, Mükemmeliyet Merkezi (P106/12/G015) ve Avrupa Birliği Yedinci Çerçeve Programı (FP7/ 2007--2013) projesi için 604307 numaralı hibe sözleşmesi kapsamında teşekkür eder. Yazarlar, aydınlatıcı tartışmalar için P. Chlubná-Eliášová, W.J. Roth ve P. Nachtigall'a teşekkür eder.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Sodyum hidroksitFisher ChemicalS / 4920/53%99
1,4-dibromobütanAldrich140805-500G%99
(2R,6S)-2,6-dimetilpiperidin Aldrich41470-100ML% 99
Parafin yağıFisher ChemicalP / 0320/17
KloroformFisher KimyasalC / 4920/17>99%
Sodyum sülfat (susuz)Fisher ChemicalS / 6600/60>99%
Dietil eterSigma Aldrich24002-2.5L>% 99.5
Ambersep 900-OHAcros Organikler301340025
Hidroklorik asit, 0.1 NFluka318965-500ML
FenolftaleinSigma Aldrich105945-50GACS Reaktif
Gümüş nitratAmes Kuyumculuk
Germanyumdioksit Alfa Aesar11155%100.00
füme silika (Cab-o-sil M-5)Acros Organics403731500
>

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Cundy, C. S., Cox, P. A. The hydrothermal synthesis of zeolites: History and development from the earliest days to the present time. Chem. Rev. 103 (3), 663-701 (2003).
  2. Cundy, C. S., Cox, P. A. The hydrothermal synthesis of zeolites: Precursors, intermediates and reaction mechanism. Micropor. Mesopor. Mater. 82 (1-2), 1-78 (2005).
  3. Wilson, S. T., Lok, B. M., Messina, C. A., Cannan, T. R., Flanigen, E. Aluminophosphate molecular-sieves - a new class of microporous crystalline inorganic solids. J. Am. Chem. Soc. 104 (4), 1146-1147 (1982).
  4. Roth, W. J., et al. A family of zeolites with controlled pore size prepared using a top-down method. Nat. Chem. 5 (7), 628-633 (2013).
  5. Roth, W. J., Nachtigall, P., Morris, R. E., Cejka, J. Two-Dimensional Zeolites: Current Status and Perspectives. Chem. Rev. 114 (9), 4807-4837 (2014).
  6. Chlubná, P., et al. 3D to 2D Routes to Ultrathin and Expanded Zeolitic Materials. Chem. Mater. 25 (4), 542-547 (2013).
  7. Chlubná-Eliášová, P., et al. The Assembly-Disassembly-Organization-Reassembly Mechanism for 3D-2D-3D. Transformation of Germanosilicate IWW Zeolite. Angew. Chem. Int. Ed. 53 (27), 7048-7052 (2014).
  8. Morris, R. E., Čejka, J. Exploiting chemically selective weakness in solids as a route to new porous materials. Nat. Chem. 7 (5), 381-388 (2015).
  9. Paillaud, J. L., Harbuzaru, B., Patarin, J., Bats, N. Extra-large-pore zeolites with two-dimensional channels formed by 14 and 12 rings. Science. 304 (5673), 990-992 (2004).
  10. Corma, A., Diaz-Cabanas, M. J., Rey, F., Nicolooulas, S., Boulahya, K. ITQ-15: The first ultralarge pore zeolite with a bi-directional pore system formed by intersecting 14- and 12-ring channels, and its catalytic implications. Chem. Comm. , 1356-1357 (2004).
  11. Rouquerol, J., Llewellyn, P., Rouquerol, F. Is the BET equation applicable to microporous adsorbents? Stud. Surf. Sci. Catal. 160, 49-56 (2006).
  12. Trachta, M., Bludsky, O., Cejka, J., Morris, R. E., Nachtigall, P. From Double-Four-Ring Germanosilicates to New Zeolites: In Silico Investigation. Chemphyschem. 15 (14), 2972-2976 (2014).
  13. Wheatley, P., et al. Zeolites with continuously tuneable porosity. Angew. Chem. Int. Ed. 53 (48), 13210-13214 (2014).

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Zeolit SenteziADOR Y ntemiToz X I n DifraksiyonuAzot AdsorpsiyonuTaramal Elektron MikroskobuGermanyum UTLIPC 1P Ara r nIPC 4 ZeolitIPC 2 ZeolitZeolit G zenek Boyutu

İlgili makaleler