Nature, properties and accessibility of acid sites in hierarchical materials

W pracy dowiedziono, że sekwencyjne traktowanie zeolitu roztworami kwasów i alkaliów jest efektywną procedurą modyfikacji prowadzącej do uzyskania jednorodnego systemu mezoporów w obrębie ziaren zeolitów. Wygenerowanie dodatkowego systemu kanałów o większych średnicach nie ma negatywnego wpływu na krystaliczność (badania XRD), mikroporowaty charakter (niskotemperaturowa sorpcja azotu) oraz obraz właściwości kwasowych (badania metoda spektroskopii IR). Zastosowanie cząsteczek sond o różnej średnicy kinetycznej oraz odmiennej zasadowości umożliwiło dogłębną analizę zmian w mocy i dostępności centrów kwasowych. W pracy przedstawiono metodologię sorpcji 2,6-ditertbutylopirydyny do ilościowej charakterystyki zmian w dostępności centrów protonowych. Zmiany dostępności centrów protonowych zostały skorelowane ze zmianami we właściwościach teksturalnych uzyskanych materiałów hierarchicznych. Pełna charakterystyka strukturalna, teksturalna i kwasowa hierarchicznych zeolitów MOR uzyskanych na drodze sekwencyjnego traktowania kwasem oraz alkaliami umożliwiła określenie wpływu selektywnego usuwania atomów krzemu oraz/lub glinu na skutek tworzenia drugorzędowego systemu mezoporów na właściwości uzyskanych materiałów. Informacji o statusie krzemu oraz glinu jak również o zmianach wywołanych procesami ekstrakcji dostarczyły badania z wykorzystaniem jądrowego rezonansu magnetycznego. dostępności centrów protonowych. Zmiany dostępności centrów protonowych zostały skorelowane ze zmianami we właściwościach teksturalnych uzyskanych materiałów hierarchicznych. Pełna charakterystyka strukturalna, teksturalna i kwasowa hierarchicznych zeolitów MOR uzyskanych na drodze sekwencyjnego traktowania kwasem oraz alkaliami umożliwiła określenie wpływu selektywnego usuwania atomów krzemu oraz/lub glinu na skutek tworzenia drugorzędowego systemu mezoporów na właściwości uzyskanych materiałów. Informacji o statusie krzemu oraz glinu jak również o zmianach wywołanych procesami ekstrakcji dostarczyły badania z wykorzystaniem jądrowego rezonansu magnetycznego.

The present work was attempted to evidence that sequential treatment of zeolite in acidic and alkaline solutions is an effective procedure leading to the formation of a uniform system of mesopores within the zeolite grains. The presence of an additional system of mesopores does not have a negative impact on crystallinity (XRD), microporous character (the low temperature nitrogen sorption) and acidic properties (IR spectroscopy).The application of probes with different kinetic diameter and different basicity offered comprehensive analysis of the strength and the accessibility of the acid centres. Additionally, the methodology of 2,6- di-tert-butylpirydine sorption was evaluated to quantify the changes in the accessibility of the protonic centers induced by demetalation. The changes in the accessibility of acid sites were correlated with the textural properties of the hierarchical mordenites.Comprehensive structural and textural characterization supported by evaluation of acidic properties of hierarchical mordenites allowed to determine the impact of sequential dealumination and desilication procedure on the secondary system of mesopores and on the status Al atoms being the source of acidity. Information on the status of silicon and aluminium atoms in native and hierarchical materials have been provided by nuclear magnetic resonance analysis.