|
|
Synthesis of novel zeolite materials and their application in catalysis
Veselý, Ondřej ; Přech, Jan (vedoucí práce) ; Zima, Vítězslav (oponent) ; Hronec, Mlan (oponent)
Zeolity jsou krystalické mikroporézní tektosilikáty s kyselými vlastnostmi. Velikosti pórů, srovnatelné s rozměry molekul, omezují molekulám vstup/výstup z pórů na základě velikosti a geometrie molekuly nebo tvorbu určitých (objemných) přechodových stavů v pórech. Proto se zeolity staly klíčovými průmyslovými katalyzátory, adsorbenty a iontoměniči. Zeolity se běžně syntetizují hydrotermální krystalizací. Tato metoda však poskytuje pouze omezenou kontrolu nad jejich krystalickou strukturou, morfologií nebo umístěním aktivních míst v krystalové mřížce. Některá z těchto omezení lze překonat pomocí alternativní syntetické metody; Assembly-Disassembly-Organisation-Reassembly (ADOR). ADOR transformuje mateřský zeolit (germanosilikát) na vrstevnatý prekurzor a následně používá tyto vrstvy jako stavební kameny pro novou zeolitovou strukturu. Naším cílem bylo vyvinout metodiku pro kontrolu morfologie krystalů germanosilikátového zeolitu UTL (Assembly), určit mechanismus hydrolýzy UTL (Disassembly) a rekonstruovat mateřský zeolit UTL z vrstveného materiálu ICP-1P (Organisation and Reassembly), jelikož tradiční ADOR poskytuje pouze zeolity menší velikosti kanálu než mateřský UTL. Pozorovali jsme, že morfologie krystalů UTL se progresivně mění s molárním poměrem Si/Ge zeolitu. Zvýšení poměru Si/Ge z 0,79 na...
|
|
|
Influence of bases on heterogeneous Lewis acid catalyzed hydrogen transfer reactions
Veselá, Klára ; Přech, Jan (vedoucí práce) ; Bulánek, Roman (oponent)
Heterogenní Lewisovsky kyselé zeolity katalyzují Meerwein-Ponndorf-Verleyho (MPV) redukci, při níž se ketony a aldehydy redukují na odpovídající alkoholy. Tyto katalyzátory mají velkou výhodu oproti homogenním katalyzátorům, jelikož jsou dobře separovatelné z reakční směsi a recyklovatelné. Lewisovsky kyselé zeolity jsou materiály obsahující inkorporovaný cín nebo zirkonium a působí jako Lewisovy kyseliny. MPV redukce citronellalu poskytuje jako produkt citronellol. Reakce citronellalu s 2-propanolem probíhá ale i paralelní reakční cestou poskytující isopulegol jako hlavní produkt. Isopulegol je pozorován i jako dominantní produkt reakce citronellalu bez přídavku báze. Přídavek báze do reakční směsi však mění selektivitu produktů, tj. citronellol se stává dominantím produktem. Sn-BEA a Zr- BEA byly připraveny hydrotermální syntézou a impreg-Zr-BEA a impreg-Sn-BEA byly připraveny postsynteticky inkorporací kovů. Kromě toho byly hydrotermální syntézou připraveny také vysoce porézní 2D "Self-pillared" pentasily obsahující cín a zirkonium. Syntetizované materiály byly testovány jako katalyzátory při MPV redukci prochirálních substrátů (3-methylcyklohexanonu, 5-methyl-2-hexanonu a acetofenonu) a bylo zjišťováno, zda MPV redukce s přídavkem bází poskytne vůbec nějaký produkt. Bylo zjištěno, že reakce i...
|
|
|
Aplications of hydrogenation catalysts prepared by reductive demetalation of zeolites
Kurucová, Svetlana ; Přech, Jan (vedoucí práce) ; Vyskočilová, Eliška (oponent)
Hydrogenačné reakcie patria k najdôležitejším reakciám v chemickom priemysle. Sú potrebné pre spracovanie ropy, výrobu farmaceutík, polymerov, chemických špecialít a pod. Nosičové katalyzátory so vzácnymi kovmi sú bežne používané priemyselné katalyzátory vďaka ich vysokej aktivite a selektivite. Avšak vysoké náklady na ich výrobu a regeneráciu sú jednou z nevýhod ich používania. Šetrnejšiu alternatívu k životnému prostrediu od aktuálne používaných katalyzátorov predstavuje aplikácia katalyzátorov s prechodnými kovmi. V tejto práci sme skúmali katalytickú aktivitu kov@zeolit kompozitných katalyzátorov obsahujúcich CuFe a CuZn bimetalické nanočastice, pripravených reduktívnou demetaláciou v hydrogenácii -NO2, -C≡C-, -C=C- a -C=O skupín. Reduktívna demetalácia je nová metóda na syntézu bimetalických nanočastíc uzavretých vnútri pórov zeolitu. Katalytická aktivita kov@zeolit kompozitov pripravených reduktívnou demetaláciou bola porovnaná s analógmi syntetizovanými impregnáciou a iónovou výmenou v hydrogenáciach p-nitrotoluénu, 3-ethynylanisolu a cinnamaldehydu. Kov@zeolite katalyzátory syntetizované reduktívnou demetaláciou boli aktívne v hydrogenáciach všetkých spomenutých skupín: -NO2, -C≡C-, -C=C- a -C=O. V hydrogenácii p-nitrotoluénu poskytol najvyššiu konverziu CuZn@VET (56 % po 6 h). Reduktívne...
|
|
|
Syntéza hierarchických zeolitů pro přípravu chemických specialit
Veselý, Ondřej ; Eliášová, Pavla (vedoucí práce) ; Přech, Jan (oponent)
Syntéza hierarchických zeolitů pro přípravu chemických specialit Řešitel: Bc. Ondřej Veselý Školitel: Mgr. Pavla Eliášová, Ph.D. Praha, 2019 Abstrakt (v českém jazyce): Diplomová práce je zaměřena na syntézu hierarchických (mikro-mezoporézních) zeolitů několika různými metodami a na jejich uplatnění v katalytických reakcích. Byly zkoumány texturní a kyselé vlastnosti hierarchických materiálů připravených různými postupy, stejně jako vliv topologie krystalu a typu kyselosti na výsledek reakcí. Práce byla vypracována na katedře Fyzikální a makromolekulární chemie Univerzity Karlovy pod dohledem Mgr. Pavly Eliášové, Ph.D. Práce je rozdělena na tři části. V první části bylo zkoumáno a porovnáváno několik metod přípravy hierarchických zeolitů a jejich použití v katalytických reakcích. Desilikace, selektivní odstraňování křemíku ze struktury, je post-syntetická metoda, kterou lze použít k tvorbě mezopórů. Mezopóry vznikají jako defekty ve struktuře zeolitu. Distribuce velikostí takto vytvořených mezopórů je ovšem značně široká. Velikosti vznikajících pórů lze částečně ovlivnit použitím alkylamonných kationtů, které chrání povrch krystalu během desilikace. K desilikaci byl použit zeolit MTW, který obsahuje jednorozměrné, paralelně orientované mikropóry (o šířce 0,56 až 0,60 nm). Ačkoli důsledkem desilikace bylo...
|
|
|
Heterogeneous catalysis of terpenoid redox reactions
Kurucová, Svetlana ; Přech, Jan (vedoucí práce) ; Bulánek, Roman (oponent)
Heterogénne katalyzátory pre Meerwein-Ponndorf-Verley (MPV) redukciu ketónov a aldehydov sú skúmané kvôli problémom homogénnych katalyzátorov spojených s citlivosťou na obsah vody a s ťažkosťami so separáciou. Atóm vodíku je počas MPV redukcie prenesený z molekuly obetného alkoholu na karbonylovú skupinu ketónu/aldehydu, pričom vzniká príslušný alkohol. Zeolity obsahujúce cín a zirkónium sú katalyzátory aktívne v tejto reakcii, počas ktorej dochádza k prenosu vodíku. Avšak, pri používaní 3D zeolitov v redukcii objemných molekúl, napr. terpenoidných zlúčenín, môžu vzniknúť problémy s dostupnosťou aktívnych miest pre tieto objemné reaktanty. Riešením vzniknutých difúznych problémov môžu byť 2D pilierované zeolity. Piliere z oxidu kremičitého a oxidu kovu zväčšia vzdialenosť medzi jednotlivými vrstvami 2D (vrstevnatého) zeolitu a tým sa zlepší dostupnosť aktívnych miest. 2D katalyzátory boli pripravené pilierovaním materského vrstevnatého pure-Si MFI so zmesou tetraorto etylsilikátu a isopropoxidu zirkoničitého alebo isopropoxidu ciničitého, kým 3D zeolity boli syntetizované hydrotermálnou metódou. Aktivita pilierovaných zeolitov obsahujúcich Sn a Zr bola porovnaná s aktivitou 3D MFI a beta zeolitov v MPV redukcii furfuralu a citronelalu. Avšak 2D zeolity neurýchľujú reakciu tak, ako sme...
|
|
|
Syntéza hierarchických zeolitů pro přípravu chemických specialit
Veselý, Ondřej ; Eliášová, Pavla (vedoucí práce) ; Přech, Jan (oponent)
Syntéza hierarchických zeolitů pro přípravu chemických specialit Řešitel: Bc. Ondřej Veselý Školitel: Mgr. Pavla Eliášová, Ph.D. Praha, 2019 Abstrakt (v českém jazyce): Diplomová práce je zaměřena na syntézu hierarchických (mikro-mezoporézních) zeolitů několika různými metodami a na jejich uplatnění v katalytických reakcích. Byly zkoumány texturní a kyselé vlastnosti hierarchických materiálů připravených různými postupy, stejně jako vliv topologie krystalu a typu kyselosti na výsledek reakcí. Práce byla vypracována na katedře Fyzikální a makromolekulární chemie Univerzity Karlovy pod dohledem Mgr. Pavly Eliášové, Ph.D. Práce je rozdělena na tři části. V první části bylo zkoumáno a porovnáváno několik metod přípravy hierarchických zeolitů a jejich použití v katalytických reakcích. Desilikace, selektivní odstraňování křemíku ze struktury, je post-syntetická metoda, kterou lze použít k tvorbě mezopórů. Mezopóry vznikají jako defekty ve struktuře zeolitu. Distribuce velikostí takto vytvořených mezopórů je ovšem značně široká. Velikosti vznikajících pórů lze částečně ovlivnit použitím alkylamonných kationtů, které chrání povrch krystalu během desilikace. K desilikaci byl použit zeolit MTW, který obsahuje jednorozměrné, paralelně orientované mikropóry (o šířce 0,56 až 0,60 nm). Ačkoli důsledkem desilikace bylo...
|
|
|
Synthesis and Post-synthesis Modification of Novel 2-Dimensional Zeolites
Přech, Jan ; Čejka, Jiří (vedoucí práce) ; Bulánek, Roman (oponent) ; Hronec, Mlan (oponent)
Význam udržitelných chemických technologií a snižování ekologické náročnosti chemických procesů neustále roste. Ačkoli je známa řada různých metod výroby epoxidů, sulfoxidů a sulfonů, přímá selektivní oxidace výchozích látek s využitím jednoduchého oxidačního činidla je velmi žádoucí z pohledu ekonomického i ekologického. Hlavním cílem této práce je design a příprava nových zeolitů s obsahem titanu, schopných katalyzovat selektivní oxidaci objemných organických látek s využitím peroxidu vodíku jako oxidačního činidla. Studována byla zejména epoxidace cyklických olefinů a terpenů a oxidace objemných thioetherů na příslušné sulfoxidy a sulfony. V rámci této práce byla připravena dvojice nových titanosilikátů s extra velkými póry (Ti-CFI, Ti-UTL). Titanosilikáty Ti-CON, Ti-AFI, Ti-IFR byly připraveny deboronací a následnou impregnací roztokem titanového prekursoru. Dále byly připraveny dvě skupiny dvojrozměrných titanosilikátů na bázi modifikovaného vrstevnatého TS-1 a vrstevnatého prekursoru Ti-IPC-1P, který vzniká "top-down" modifikací Ti-UTL. V neposlední řadě byl Ti-UTL přeměněn na dvojici nových materiálů Ti-IPC-2 (struktura OKO) a Ti-IPC-4 (struktura PCR) s menšími póry ve smyslu "ADOR" přeměny. Toto je první příklad "ADOR" přeměny titanosilikátů. Zejména materiály připravené pilířováním...
|
host ::
RSS.