Nanostrukturalne materiały do celów katalitycznych – synteza i właściwości fizykochemiczne
Głównym celem niniejszej rozprawy doktorskiej było opracowanie nowych nanostrukturalnych materiałów przeznaczonych do celów katalitycznych. Zrealizowanie tego celu obejmowało cztery etapy. Pierwszy dotyczył syntezy uporządkowanych mezoporowatych materiałów krzemionkowych typu MCM-41, KIT-5 oraz KIT-6 zawierających grupy sulfonowe lub aminowe, które stanowiły aktywne centra katalityczne odpowiednio o charakterze kwasowym lub zasadowym. Drugi obejmował wprowadzenie do materiałów zawierających grupy sulfonowe lub aminowe atomów platyny w ilości 1 % lub 3 % wag. w stosunku do nośnika, co umożliwiło otrzymanie katalizatorów bifunkcyjnych. Trzeci obejmował szczegółową charakterystykę fizykochemiczną otrzymanych materiałów, z wykorzystaniem rożnych technik badawczych: XRD, FT-IR, niskotemperaturowej sorpcji azotu, analizy elementarnej, analizy kwasowości, XPS, TEM, SEM-EDX oraz ICP-MS. Ostatni etap obejmował zastosowanie otrzymanych materiałów w następujących reakcjach katalitycznych: alkilowaniu Friedla-Craftsa, w którym wykorzystano katalizatory zawierające grupy sulfonowe oraz grupy sulfonowe i atomy platyny, a także w reakcji kondensacji Knoevenagla oraz rozkładu alkoholu diacetonowego, w których to zastosowano katalizatory zawierające grupy aminowe oraz grupy aminowe i atomy platyny. The main goal of this doctoral dissertation was to develop simple and straightforward methods for obtaining nanostructured materials for catalytic purposes. The realization of this goal started with the syntheses of ordered mesoporous silica materials of MCM-41, KIT-5 and KIT-6 type with sulfonic or amino groups as well as with platinum atoms (1 wt.% or 3 wt.%). These modifications made it possible to obtain bifunctional catalysts possessing acidic or basic active centres combined with the redox ones. The next step was a detailed physicochemical characterization of the obtained materials using several techniques, namely: XRD, FT-IR, low-temperature nitrogen sorption, elemental analysis, acid capacity measurements, XPS, TEM, SEM-EDX and ICP-MS. The last phase of the research was the application of the synthesized materials in the following catalytic reactions: Friedel-Crafts alkylation (catalysts with sulfonic groups as well as bifunctional catalysts containing both sulfonic groups and platinum atoms), Knoevenagel condensation and diacetone alcohol decomposition (catalysts with amino groups as well as bifunctional catalysts containing both amino groups and platinum atoms).
materiały mezoporowate, kataliza heterogeniczna, organiczne grupy funkcyjne, platyna, mesoporous materials, heterogeneous catalysis, organic functional groups, platinum
Networked Digital Library of Theses and Dissertations