The investigation of the properties of MWW zeolites functionalized by transition metal cations

Zbadano właściwości zeolitów MWW funkcjonalizowanych jonami ceru: MCM-22, MCM-22-IEZ, MCM-49, MCM-56. W pierwszej części pracy przeprowadzono ogólną charakterystykę zeolitów poprzez wykorzystanie metod badawczych dostarczających informacji na temat struktury (XRD), tekstury (adsorpcja N2), składu pierwiastkowego (XRF), właściwości centrów kwasowych i redoksowych Ce3+/Ce4+ (DR/UV-Vis, FTIR). Spektroskopia FTIR, z użyciem CO jako cząsteczki-sondy, umożliwiła śledzenie reakcji utleniania CO do CO2 w temperaturze pokojowej. Utleniane zachodziło tylko w zeolitach o zwiększonej dostępności centrów jonowymiennych tj. MCM-22-IEZ, MCM-49 i MCM-56. Najatrakcyjniejszym spośród badanych zeolitów okazał się być sililowany Ce-MCM-22-IEZ, o największej pojemności sorpcyjnej na jony ceru.W drugiej część pracy badano wpływ stężenia wprowadzanych jonów ceru na przebieg rekcji utlenienia CO. Jony Ce3+ wprowadzano przez wymianę jonową z roztworów soli ceru o rosnących stężeniach, a w uzyskanych Ce-MCM-56 stwierdzono obecność zarówno Ce(III) jak i Ce(IV). Pomiary przeprowadzone w drugiej części pracy pokazały, że wyjściowe stężenie azotanu(V) ceru(III) nie miało wpływu na zawartość oraz naturę ceru w próbkach docelowych oraz przebieg reakcji utleniania CO. Ilość oraz natura wprowadzonego ceru zależy zatem w głównej mierze od rodzaju zeolitu.The purpose of this study was to investigate the properties of MWW zeolites functionalized by cerium ions: MCM-22, MCM-22-IEZ, MCM-46 and MCM. Materials were characterized by different techniques to obtain information about structure (XRD), texture (N2 adsorption), elemental composition (XRF) and the properties of the acid and redox sites Ce3+/Ce4+ (DR/UV-Vis, FTIR).FTIR spectroscopy, using CO as a probe-molecule, allowed to monitor the oxidation of CO to CO2 at room temperature. It was found that the oxidation take place only in zeolites with increased availability for exchangeable sites i.e. MCM-22-IEZ, MCM-49 and MCM-56. The most attractive was the silylated Ce-MCM-22-IEZ, which had the highest sorption capacity for cerium ions.In the second part of the study, the effect of the concentration of cerium ions on the CO oxidation reaction was investigated. Ce3+ ions were introduced by ion exchange with Ce(NO3)3 solutions of increasing concentrations. In the resulting Ce-MCM-56 zeolites both Ce(III) and Ce(IV) were present. It was shown that the initial concentration of the cerium(III) nitrate affected neither the content nor the type of the cerium in the samples. For all samples the course of CO oxidation reaction was similar. It was shown that the concentration and speciation of introduced cerium is predominantly defined by the type of zeolite and its sorption capacity