N2O decomposition using modern micro-mesoporous materials with zeolitic properties

In the presented studies two modern approaches of synthesis of hierarchical micro-mesoporous materials with zeolitic properties are shown. In the first synthesis the protozeolitic particles were aggregated (under specified conditions) with simultaneous creation of mesopores between the zeolite seeds. In the second synthesis the zeolite nanoseeds were impregnated on the surface of mesoporous, amorphous SBA-15 material. Both used synthesis routs resulted in formation of combined micro-mesoporous materials with zeolitic properties, what was proven by nitrogen sorption, XRD, TGA and IRDRIFT measurements. The combination of zeolitic properties with mesopores (preferable diffusion rate) increased the accessibility of ion-exchange positions allowing the introduction of iron species nearly exclusively in the form of isolated cations. The prepared micro-mesoporous materials were tested as catalysts in low-temperature N2O decomposition in the presence of oxygen.

Rozkład N2O przy użyciu nowoczesnych mikro-mezoporowatych materiałów o właściwościach zeolitów W niniejszej pracy przedstawiono syntezę hierarchicznych materiałów mikro-mezoporowatych o właściwościach zeolitu, przy użyciu dwóch nowoczesnych metod. W pierwszej z nich protozeolityczne nanozarodki ulegały agregacji w odpowiednich warunkach z utworzeniem mezoporowatych przestrzeni. Druga metoda syntezy polegała na impregnacji mezoporowatego materiału SBA-15 nanoziarnami zeolitu. W przypadku obu zastosowanych metod otrzymano materiały mikro-mezoporowate o właściwościach zeolitu, co zostało potwierdzone za pomocą takich metod jak niskotemperaturowa sorpcja azotu, XRD, TGA, oraz spektroskopia IR-DRIFT. Połączenie zalet mikroporowatych zeolitów z amorficznymi materiałami mezoporowatymi zwiększyło dostępność pozycji jonowymiennych w otrzymanych materiałach. Dzięki czemu do materiałów mikro-mezoporowatych wprowadzono żelazo praktycznie wyłącznie w formie oktaedrycznie skoordynowanych kationów Fe3+. Otrzymane materiały hierarchiczne zostały przebadane w roli katalizatorów niskotemperaturowego rozkładu N2O w obecności tlenu.