Исследование параметров микропористой структуры цеолитов типа BEA
Е.В. Мараева1, С. Токмеилова1, Д.Р. Сагитова1, И.Е. Кононова1, В.А. Мошников1, С.А. Скорникова2
1 ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
2 ФГБОУ ВО Иркутский национальный исследовательский технический университет
DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.203
Оригинальная статья
Аннотация: В работе рассматривается серия цеолитных материалов, применяемых в качестве катализаторов. Так как формирование мезопористости в микропористой матрице является одним из методов повышения эффективности цеолитных материалов в катализе, необходим контроль параметров их пористой структуры. Изучено влияние постсинтетической обработки растворами кислот и щелочей на удельную поверхность цеолитов типа BEA. Методом низкотемпературной (при 77 К) адсорбции паров азота определена внешняя удельная поверхность (без учёта микропор) и объем микропор в
образцах на приборе Sorbi. Показано, что модифицирование цеолита типа BEA концентрированными минеральными кислотами приводит и к снижению объема микропор, и к снижению удельной поверхности. Вместе с тем, методом рентгенофазового анализа установлено, что обработка концентрированными кислотами не приводит к разрушению кристаллической структуры цеолитов. В случае обработки растворами щелочи у образцов возрастает удельная поверхность и резко снижается
объем микропор.
Ключевые слова: цеолиты, тип ВЕА, иерархия, мезопоры, микропоры, адсорбция, удельная поверхность
- Мараева Евгения Владимировна – к.ф.-м.н., доцент кафедры микро- и наноэлектроники, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
- Токмеилова Саида – аспирант 1 года обучения кафедры микро- и наноэлектроники, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
- Сагитова Диана Ралитовна – студент 4 года обучения кафедры микро- и наноэлектроники, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
- Кононова Ирина Евгеньевна – к.ф.-м.н., доцент кафедры микро- и наноэлектроники, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
- Мошников Вячеслав Алексеевич – д.ф.-м.н., профессор кафедры микро- и наноэлектроники, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
- Скорникова Светлана Афанасьевна – к.х.н., доцент кафедры радиоэлектроники и телекоммуникационных систем, ФГБОУ ВО Иркутский национальный исследовательский технический университет
Ссылка на статью:
Мараева, Е.В. Исследование параметров микропористой структуры цеолитов типа BEA / Е.В. Мараева, С.. Токмеилова, Д.Р. Сагитова, И.Е. Кононова, В.А. Мошников, С.А. Скорникова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2022. — Вып. 14. — С. 203-210. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.203.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Hartmann, M. Hierarchically‐ordered zeolites: a critical assessment / M. Hartmann, M. Thomes, W Shwieger // Advanced Materials Interfaces. – 2021. – V. 8. – I. 4. – Art. № 2001841. – 38 p. DOI: 10.1002/admi.202001841.
2. Kersten, D. State of the art and perspectives of hierarchical zeolites: practical overview of synthesis methods and use in catalysis / D. Kersten, B. Semeyers, J. Van Weyenberg et al. // Advanced Materials. – 2020. – V. 32. – I. 44. – Art. № 2004690. – 47 p. DOI: 10.1002/adma.202004690.
3. Suárez, N. Preparation of mesoporous beta zeolite by fluoride treatment in liquid phase. / N. Suárez, J. Perez-Pariente, C. Marquez-Álvarez et al. // Microporous Mesoporous Materials. – 2019. – V. 284. – P. 1387-1811. DOI: 10.1016/j.micromeso.2019.04.049.
4. Tao, Y. Mesopore-modified zeolites: preparation, characterization, and applications / Y. Tao, H. Kanoh, L. Abramms, K. Kaneko // Chemical Reviews. – 2006. – V. 106. – I. 3. – P. 896-910. DOI: 10.1021/cr040204o.
5. Von Donk, S. Generation, characterization, and impact of mesopores in zeolite catalysts / S. Von Donk, A.H. Janssen, J.H. Bitter, P.K. de Jong // Catalysis Reviews. – 2003. – V. 45. – I. 2. – P. 297-319. DOI: 10.1081/CR-120023908.
6. Groen, J.C. Alkaline-mediated mesoporous mordenite zeolites for acid-catalyzed conversions / J.C. Groen, T. Sano, J.A. Moulijn, J. Pérez-Ramírez // Journal of Catalysis. – 2007. – V. 251. – I. 1. – P. 21-27. DOI:10.1016/j.jcat.2007.07.020.
7. Kononova, I. Fractal-percolation structure architectonics in sol-gel synthesis / I. Kononova, V. Moshnikov, P. Kononov, S. Ignat'ev // International Journal of Molecular Sciences. – 2021. – V. 22. – I. 19. – Art. № 10521. – 16 p. DOI: 10.3390/ijms221910521.
8. Wu, L. Hierarchically structured porous materials: synthesis strategies and applications in energy storage / L. Wu, Y. Li, Z. Fu, B.-L. Su // National Science Review. – 2020. – V. 7. – I. 11. – P. 1667-1701. DOI: 10.1093/nsr/nwaa183.
9. Benjamin, RT. Hierarchically structured composites and porous materials from soft templates: fabrication and applications / RT. Benjamin, T.S. Horozov, S.D. Stoyanov, V.N. Paunov // Journal of Materials Chemistry A. – 2019. – V. 7. – I. 14. – P. 8030-8049. DOI: 10.1039/C8TA09750J.
10. Tokmeilova, S. Overview of sorption analysis capabilities for meso-and microporous zeolites nanomaterials / S. Tokmeilova, E.V. Maraeva // Chimica Techno Acta. – 2021. – V. 8 – I. 3 – Art. № 20218302. – 4 p. DOI: 10.15826/chimtech.2021.8.3.02.
11. Na, K. Recent advances in the synthesis of hierarchically nanoporous zeolites / K. Na, M. Choi, R. Ryoo // Microporous and Mesoporous Materials. – 2013. – V. 166. – P. 3-19. DOI: 10.1016/j.micromeso.2012.03.054.
12. Silaghi, M.C. Challenges on molecular aspects of dealumination and desilication of zeolites / M.C. Silaghi, C. Chizallet, P. Raybaud // Microporous and Mesoporous Materials. – 2014. – V. 191. – P. 82-96. DOI: 10.1016/j.micromeso.2014.02.040.
13. Kononova, I.E. Influence of binder on porous structure of zeolite compositions and their catalytic activity / I.E. Kononova, E.V. Maraeva, S.A. Skornikova, V.A. Moshnikov // Glass Physics and Chemistry. – 2020. – V. 46. – I. 2. – P. 162-169. DOI: 10.1134/S1087659620020066.
14. Eapen, M.J. Hydrothermal crystallization of zeolite beta using tetraethylammonium bromide / M.J. Eapen, K.S.N. Reddy, V.P. Shiralkar // Zeolites. – 1994. – V. 14. – I. 4. – P. 295-302. DOI: 10.1016/0144-2449(94)90099-X.
15. Ivanova, I.I. Design of micro/mesoporous zeolite-based catalysts for petrochemical and organic syntheses / I.I. Ivanova, E.E. Knyazeva, A.A. Maerle, I.A. Kasyanov // Kinetics and Catalysis. – 2015. – V. 56. – I. 4. – P. 549-561. DOI: 10.7868/S0453881115030089.