Aluminosilicates with hierarchical porous structure as catalysts for the selected environmental processes

W ramach realizacji pracy magisterskiej wykonano syntezę serii materiałów glinokrzemianowych o hierarchicznej strukturze porowatej oraz ich modyfikację (na drodzewymiany jonowej) miedzią i żelazem. W celu optymalizacji warunków przeprowadzonej desilikacji (tj. ekstrakcji atomów krzemu ze struktury zeolitu ZSM-5), przeprowadzonomodyfikację zeolitu stosując różne stężenia (0,1 i 0,2 M) oraz czasy (1, 2 i 4 h) traktowania roztworem NaOH. Otrzymane próbki przebadano pod kątem ich właściwościfizykochemicznych oraz aktywności katalitycznej w procesach: DeNOx, niskotemperaturowego (150-600oC) rozkładu N2O i syntezy eteru dimetylowego z metanolu.Zastosowana metoda modyfikacji doprowadziła do otrzymania mikro-mezoporowatych materiałów o właściwościach zeolitu ZSM-5, które były aktywne we wszystkich wymienionych wyżej procesach środowiskowych. W procesie DeNOx wszystkie próbki dały zadowalające wyniki; w reakcji rozkładu N2O najlepszy rezultat otrzymano dla próbkiCuZSM-5_0,1MNaOH,2h,80C tj. dla próbki modyfikowanej przez 2 godziny w temperaturze 80oC 0,1 M roztworem NaOH, w której rolę fazy aktywnej pełniła miedź; a w syntezieEDM dla próbek: CuZSM-5_0,1MNaOH,1h,80C i FeZSM-5_0,1MNaOH,1h,80C.Najbardziej aktywne spośród otrzymanych po modyfikacji materiałów (mimo znacznie mniejszej zawartości fazy krystalicznej) przejawiały większą aktywność niż w pełniwykrystalizowany zeolit ZSM-5.In the framework of this master thesis the synthesis and modification (by ion exchange) with copper and iron of a series of aluminosilicates with hierarchical porous structure were done. In order to optimize desilication (i.e. extraction of silicon atoms from the structure of zeolite ZSM-5) conditions, different concentrations (0.1 and 0.2 M) and durations (1, 2 and 4 h) of NaOH treatment were compared. All the obtained samples were characterizedphysicochemically and tested as catalysts In the DeNOx process, low-temperature (150-600oC) decomposition of N2O and synthesis of dimethyl ether from metanol.The applied modification method resulted in a formation of micro-mesoporous materials with properties of ZSM-5 zeolite. The obtained samples were active in all the abovementioned environmental processes. In the DeNOx process all tested material gave satisfactory results; in N2O decomposition the best activity was obtained for theCuZSM-5_0,1MNaOH,2h,80C sample (Cu-zeolite modified with 0,1 M solution of NaOH at 80oC for 2 hours); while in the synthesis of DME the best results were obtained for the CuZSM-5_0,1MNaOH,1h,80C and FeZSM-5_0,1MNaOH,1h,80C samples.The most active micro-mesoporous catalysts (despite significantly lower content of crystalline phase) exhibited higher activity than fully crystallized ZSM-5 zeolite