Synthesis and characterization of -EWT zeolite

Abstract

5 Abstract Zeolites represent important group of porous crystalline materials. Owing to their uniform microporosity, tuneable functionality, high thermal stability and large ion-exchange capacities, they are used in many industrial processes including adsorption, separation and catalysis. -EWT is a three-dimensional extra-large pore zeolite with regularly located defects in its framework. The presence of structural defects within the framework1 allows one to incorporate catalytically active metal ions (e.g. Ti, Sn, Zr) to specific positions and tailor acidic properties thus affecting the catalytic performance. Additionally, the extra-large pores (10.8 x 4.6 Å, 5.1 x 5.1 Å) make this zeolite an attractive candidate for catalysing the transformation of bulky molecules. Based on the literature, different structure-directing agents (SDAs) can be used for the synthesis of -EWT zeolite.1,2 In this thesis, a cheap polyquaternary ammonium SDA was used and the synthesis conditions were optimized in terms of the synthesis mixture composition (H2O/Si ratio), time (4 days), temperature (165 řC), and agitation. Also, a reliable way of the SDA removal was proposed for further manipulation and modification of the -EWT zeolite toward a catalytically active material. It was shown, that the H2O/Si ratio and agitation are key...

6 Abstrakt Zeolity představují skupinu porézních krystalických materiálů. Díky své mikroporozitě, tepelné stabilitě, adsorpčním, separačním a iontoměničovým vlastnostem, možnostem cíleně měnit jejich chemické a strukturní vlastnosti a nezávadnosti k životnímu prostředí jsou využívany v mnohých průmyslových procesech, např. adsorpci, separaci a katalýze. -EWT je zeolit s třídimenzionálními extra velkými póry a pravidelně vyskytujícími se defekty v rámci struktury. Přítomnost defektů1 ve struktuře dovoluje inkorporaci katalyticky aktivních iontů kovů (např. Ti, Sn, Zr) do specifických pozic a tím úpravu kyselosti zeolitů a jejich katalytických vlastností. Díky svým extra velkým pórům (10.8 x 4.6 Å, 5.1 x 5.1 Å) jsou ideálním kandidátem pro katalýzu, např. při transformaci větších molekul. Na základě literatury, lze pro syntézu zeolitu -EWT použít různé strukturu-určující látky (SDA, templáty).1,2 V této práci byl použit levný polykvaterní amonný templát a syntézní podmínky byly optimalizovány v rámci složení reakční směsi (poměr H2O/Si), míchání, času (4 dny) a teploty syntézy (165 řC) . Pro další manipulaci a modifikaci struktury bylo též provedeno několik experimetnů k odstranění SDA s cílem připravit katalyticky aktivní materiál. Bylo prokázáno, že poměr H2O/Si a míchání jsou klíčovými parametry při...