Synthesis, modification and characterization of ordered mesoporous resins

Wydział Chemii: Zakład Technologii ChemicznejPrzedstawiona praca dotyczy syntezy i charakteryzacji fizykochemicznej (ze szczególnym uwzględnieniem właściwości katalitycznych) uporządkowanych mezoporowatych żywic - nowej rodziny sit molekularnych. Produkty otrzymano przez kondensację fenolu, rezorcyny lub floroglucyny z formaldehydem w obecności czynników porotwórczych takich jak Pluronic P123, F127, F108. Czynniki te zostały usunięte po zakończeniu kondensacji. Powstałe produkty wykazywały uporządkowaną mezoporowatą strukturę i stosunkowo wysoką powierzchnię właściwą. Podobne żywice uzyskano poprzez nanocasting polegający na kondensacji żywicy wewnątrz mezoporowatej krzemionki z późniejszym rozpuszczeniem matrycy. Znaczna część badań była poświęcona modyfikacji żywic grupami funkcyjnymi o katalitycznym znaczeniu (np. sulfonowymi, aminowymi). Powyższe grupy zostały wprowadzone do żywic poprzez zastosowanie odpowiednich prekursorów (np. m-fenylenodiaminy, mocznika, 4-hydroxybenzenosulfonianu sodu) w mieszaninie reakcyjnej. Istotną nowością badań było wprowadzenie kationów Cu do żywic. Porowate żywice wskazały zauważalną aktywność katalityczną w reakcjach testowych (utlenianiu cykloheksenu, rozkładu 2-propanolu i estryfikacji kwasu octowego z etanolem).Presented thesis was focused on the synthesis and characterization (particularly catalytic properties) of ordered mesoporous resins - the novel family of the molecular sieves. The products were prepared by condensation of phenol, resorcinol or phloroglucinol with formaldehyde in the presence of porogeneous agents such as Pluronic P123, F127, F108. The agents were removed after completed condensation. The resulted products showed the ordered mesoporous structures and relatively high surface areas. Similar resins were obtained by nanocasting comprising a resin condensation inside the mesoporous silica with subsequent dissolving of the matrix. Substantial part of study was devoted to modification of resins with functional groups of catalytic meaning (e.g. sulfonic, amino). The above groups were introduced into resins by contribution of respective precursors (e.g. m-phenylenediamine, urea, sodium 4-hydroxybenzenesulfonate) in the condensation mixture. Important novelty of the study was an introduction of Cu cations into resins. The porous resins indicated a noticeable catalytic activity for the test reactions (cyclohexene oxidation, decomposition of 2-propanol and esterification of acetic acid with ethanol)