Σύνθεση μικροδομημένων υλικών μέσω αυτοοργανούμενων συστημάτων για καταλυτικές εφαρμογές (Doctoral thesis)

Κατσουλίδης, Αλέξανδρος Π.


Αντικείμενο της διατριβής αποτέλεσε η ανάπτυξη πορωδών υλικών που περιέχουν μέταλλα με τη χρήση αυτοοργανούμενων συστημάτων. Εξετάσθηκε η επίδραση της αυτοοργάνωσης στη δομή τη σύσταση το πορώδες και τη μορφολογία των υλικών. Τέλος ορισμένα από τα υλικά εφαρμόστηκαν σε καταλυτικές διεργασίες απαζώτωσης, αποθείωσης και ξηρής αναμόρφωσης του μεθανίου. Το αυτοοργανούμενο σύστημα που χρησιμοποιήθηκε είναι αυτό του πολυακρυλικού οξέος (Pac) με το τεταρτoταγές αμμωνιακό άλας CTAB. Τα δυο αυτά συστατικά συμπλέκονται μέσω ιονικών αλληλεπιδράσεων σε υδατικό περιβάλλον όταν μέρος των καρβοξυλομάδων του Pac αποπρωτονιωθούν και έρθουν σε επαφή με τα μικκύλια του κατιονικού επιφανειοδραστικού CTA+. Με αυτό τον τρόπο σχηματίζεται η μεσοφάση/καλούπι γύρω από την οποία επικάθεται η σίλικα (SiO2) δημιουργώντας μεσοδομή με εξαγωνική συμμετρία. Η ανάπτυξη της μεσοδομής και η ενσωμάτωση των μετάλλων πραγματοποιείται σε ένα βήμα υπό την βαθμιαία αύξηση του pH. Ξεκινώντας από pH ~ 2, όπου οι αλυσίδες του Pac δεν φέρουν φορτίο και η πηγή του πυριτίου TEOS δεν υδρολύεται, προστίθεται στάγδην αλκαλικό διάλυμα που αυξάνει το pH και προάγει την ιονική αλληλεπίδραση μεταξύ Pac και CTAB. Ταυτόχρονα υδρολύεται το ΤΕΟS σχηματίζοντας ολιγομερή σίλικας που φέρουν αρνητικό φορτίο και επικάθονται στα θετικά φορτισμένα μικκύλια ενώ τα μέταλλα εισχωρούν στη μεσοδομή είτε μέσω σύμπλεξης με τις καρβοξυλομάδες είτε λόγω της δικής τους υδρόλυσης. Με την ανωτέρω μεθοδολογία συντέθηκαν μεσοπορώδη πυριτικά υλικά που περιέχουν μέταλλα μετάπτωσης (Co και Ni) ή μέταλλα μετάπτωσης και λανθανίδια (Ce-Co και La-Ni) σε διάφορες αναλογίες. Η ενσωμάτωση των μετάλλων μετάπτωσης στη σίλικα γίνεται βαθμιαία με την αύξηση του pH ενώ τα λανθανίδια ενσωματώνονται άμεσα σε όξινο pH. Tο τελικό ποσοστό φόρτωσης των μετάλλων στη σίλικα ξεπερνά το 10% κ.β.. Τα υλικά παρουσιάζουν οργανωμένες δομές πόρων σε εξαγωνική συμμετρία ή σε δομές τύπου σκουληκότρυπας ανάλογα με το ποσοστό και το είδος των μετάλλων ενώ αντίστοιχα οι τιμές της ειδικής επιφάνειας κυμαίνονται από 1200 έως 600 m2g-1. Στις περισσότερες περιπτώσεις η κατανομή των πόρων είναι στενή και η επικρατέστερη διάμετρος κυμαίνεται μεταξύ 25 – 30 Ε. 5
Institution and School/Department of submitter: Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Χημείας Τομέας Βιομηχανικής Χημείας και Χημείας Τροφίμων
Subject classification: -
Keywords: Αυτοοργανούμενα συστήματα,Υλικά,Μεσοπορώδη,Νανοδομές,Μορφογέννηση
URI: http://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/596
Link: http://thesis.ekt.gr/thesisBookReader/id/17715#page/1/mode/2up
Appears in Collections:Διδακτορικές Διατριβές

Files in This Item:
There are no files associated with this item.



 Please use this identifier to cite or link to this item:
http://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/596
  This item is a favorite for 0 people.

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.