Surface activation of carbon replica type CMK-3 with an oxidizing agent

W niniejszej pracy magisterskiej przedstawiono aktywację powierzchniową mezoporowatego materiału węglowego typu CMK-3 przy użyciu nadtlenku wodoru. Badania skoncentrowano na zsyntetyzowaniu mezoporowatego materiału krzemionkowego SBA-15, użytego następne jako matryca stała, na bazie której uzyskano odwróconą replikę węglową CMK-3. Poli(alkohol) furfurylowy będący źródłem węgla deponowano w systemie kanałów SBA-15 przy użyciu metody polikondensacji rozpuszczalnikowo – strąceniowej w środowisku wodnym. Powierzchnię otrzymanego CMK-3 zmodyfikowano działając wodnym roztworem H2O2 o stężeniach 10, 20 oraz 30%. Utlenianie prowadzono w temperaturach 30, 50, 70 oraz 90ºC. W celu zbadania właściwości strukturalnych oraz teksturalnych otrzymanych materiałów wykonano ich analizę metodą proszkowej dyfrakcji rentgenowskiej oraz niskotemperaturowej sorpcji azotu. Stabilność termiczną zsyntetyzowanych preparatów określono przy użyciu techniki analizy termograwimetycznej. Analizę składu chemicznego powierzchni przeprowadzono metodami spektroskopii fotoelektronów wzbudzonych promieniowaniem X oraz spektroskopii w podczerwieni. Zmodyfikowane próbki materiału CMK-3 testowano jako katalizatory utleniającego odwodornienia etylobenzenu (EB) do styrenu w obecności tlenu przy stosunku molowym EB:O2 – 1:1. Dyskusję wyników przeprowadzono w oparciu o wyznaczoną konwersję EB, wydajność styrenu oraz selektywność produktów reakcjiIn the presented master thesis the surface activation of CMK-3-type mesoporous carbon was performed using hydrogen peroxide. This work was focused on the synthesis of mesoporous silica SBA-15, which was subsequently used as a hard template to obtain the reverse carbon replica CMK-3. Poly(furfuryl alcohol) as a carbon source was deposited in the channels of SBA-15 by precipitation polycondensation in an aqueous solution. The surface of obtained CMK-3 was modified by using aqueous solutions of hydrogen peroxide at concentrations of 10, 20 and 30 wt.%. Oxidation was carried out at 30, 50, 70 and 90ºC. In order to define the structural and textural properties of the CMK-3 materials, powder X-ray diffraction and low-temperature adsorption of nitrogen were used. The thermal stability of the synthesized samples was studied by thermogravimetric measurements. The chemical composition of the modified CMK-3 materials was determined by X-ray photoelectron spectroscopy and infrared spectroscopy. The modified mesoporous CMK-3 carbons were tested as catalysts in the oxidative dehydrogenation of ethylbenzene (EB) to styrene in the presence of oxygen at a molar ratio EB:O2 - 1:1. The discussion of catalytic results was based on the determined EB conversion, yield of styrene and selectivity to reaction products