Formation of mesoporosity and acidic properties of aluminosilicate materials by exfoliation induced by Al2O3 nanoparticles

Polymer-aluminosilicate composites are widely applied in many modern technologies. In the presented bachelor thesis, montmorillonite-poly(acrylic acid) composite with an intended Mt/PAA mass ratio of 1:1, synthesized by intercalation polymerization, was used for a construction of high surface catalysts characterized by acidic properties. Al3+ cations were introduced into the composite structure by adsorption using an aqueous solution of aluminum nitrate or chloride, and subsequently transformed into Al2O3 nanoparticles partially exfoliating montmorillonite structure during calcination at 550°C. The synthesized materials were characterized with respect to their structure (XRD), texture (low-temperature N2 adsorption), thermal stability (thermogravimetry), chemical composition (XRF) and concentration of acid sites (temperature-programmed desorption of NH3).

Kompozyty polimerowo-glinokrzemianowe znajdują szerokie zastosowanie we współczesnych procesach technologicznych. W niniejszej pracy licencjackiej wykorzystano utworzony na drodze polimeryzacji interkalacyjnej kompozyt montmorylonit-poli(kwas akrylowy) o zakładanym stosunku masowym Mt/PAA = 1:1 do konstrukcji wysokopowierzchniowych katalizatorów o właściwościach kwasowych. Do struktury kompozytu wprowadzono z roztworu azotanowego lub chlorkowego na drodze adsorpcji jony Al3+, które po kalcynacji w 550°C utworzyły nanocząstki Al2O3 rozwarstwiając częściowo strukturę montmorylonitu. Zsyntetyzowane materiały scharakteryzowano pod kątem struktury (XRD), tekstury (niskotemperaturowa sorpcja azotu), stabilności termicznej (termograwimetria), składu chemicznego (XRF) oraz stężenia centrów kwasowych (temperaturowo-programowana desorpcja NH3).