Síntese de zeólitas Usando o ADOR (Assembleia-Desmontagem-Organization-Remontagem) Route

Cuidado: Por favor, consulte todas as folhas de dados de segurança pertinentes (MSDS) e realizar uma avaliação dos riscos de todos os procedimentos antes do uso. Vários dos produtos químicos utilizados neste procedimento de síntese são altamente tóxicos e cancerígenos. Por favor, use todos os procedimentos de segurança adequados durante a duração destes procedimentos, incluindo controles de engenharia (exaustor) e equipamentos de proteção individual (óculos de segurança, jaleco e luvas resistentes a produtos químicos adequados). 1. Preparação do agente de Estrutura dirigir para a Síntese de UTL Dissolve-se 5,68 g de hidróxido de sódio em 140 ml de água destilada. Adicionar 30,66 g de 1,4-dibromobutano-se à solução e agita-se. Aquece-se a solução ao refluxo (banho de óleo a 110 ° C). Adicionar gota a gota (~ 1 gota por segundo) 16,07 g de (2R, 6S) -2,6-dimetilpiperidina e continuar a refluxo durante mais 12 h. Arrefecer até à temperatura ambiente e, em seguida, frio num banho de gelo. Dissolve-se 50 g de sódiohidróxido em 75 ml de água destilada para preparar uma solução a 40% em peso. Arrefecer em gelo. Adicionar 70 ml de gelo arrefeceu-se de 40 wt% solução de hidróxido de sódio à solução arrefecida anterior. Filtra-se o precipitado branco e dissolve-se em clorofórmio mínima. Extrai-se o resíduo aquoso com clorofórmio (três porções de 200 ml). Combinam-se as porções de clorofórmio e secam-se utilizando ~ 20 g de sulfato de sódio anidro. Remover o sulfato de sódio por filtração usando papel de filtro, e lavar com clorofórmio (50 ml). Parcialmente evapora-se o clorofórmio utilizando um evaporador rotativo até que um precipitado branco se começa a formar. Remover do evaporador rotativo e adiciona-se éter dietílico até não haver mais precipitação é visível. Recuperar o precipitado branco por filtração usando papel de filtro num funil e lava-se com éter dietílico (50 ml). Seca-se o precipitado branco a 60 ° CO / N, para se obter o sal de (6R, 10S) -6,10-dimetil-5-azoniaspiro [4,5] decano brometo. Dissolve-se 25,0 g de(6R, 10S) -6,10-dimetil-5-azoniaspiro [4,5] decano brometo em 50 ml de água destilada. Trocar o anião brometo de hidróxido de anião utilizando uma resina de permuta de iões de hidróxido. Adicionar 25,0 g de uma resina de permuta de ião hidróxido para o sal brometo de solução e agita-se durante 12 h. Filtra-se a solução com papel de filtro e re-expor o filtrado a 25,0 g de resina permutadora de iões hidróxido sob agitação durante 12 h. Repita a exposição à resina de troca iônica hidróxido de até um teste de nitrato de prata para halogênios retorna um resultado negativo. Nota: O ensaio de nitrato de prata é um teste muito sensível de iões brometo. Acidifica-se 0,25 ml da solução do produto com 2 ml de ácido nítrico diluído (1,0 M). Adicionar 2-3 gotas de solução de nitrato de prata (0,05 M) à solução do produto. Se se formar um precipitado, em seguida, repetir a exposição à resina de permuta de iões hidróxido e testar novamente até que nenhum precipitado pode ser visto. Confirmar a concentração de hidróxidoe por titulação com 0,1 M (que é equivalente a 0,1 N) de ácido clorídrico utilizando uma solução de fenolftaleína como indicador. Utilizando uma bureta, adicionar lentamente pequenas alíquotas de ácido clorídrico 0,1 M a uma pequena porção de volume conhecido da solução de produto até que o indicador fenolftaleína apenas muda de cor (isto é, o ponto final é atingido). O número total de moles de ácido clorídrico adicional é igual ao número de moles de hidróxido na solução inicial. Dilui-se a solução com água destilada para originar uma concentração de 0,625 M em hidróxido. 2. Preparação de Pai Ge-UTL Zeolite Dissolve-se 1,08 g de dióxido de germânio em 15 ml de uma solução do agente de estrutura de dirigir (6R, 10S) -6,10-dimetil-5-azoniaspiro hidróxido de [4,5] decano (concentração de 0,625 M). Adicionar em porções, 1,246 g de dióxido de silício fumado à solução acima e agitou-se durante mais 30 min, até que uma solução homogénea é formado. Nota: O gel resultante tem uma composição molar de 0,8 SiO2: 0,4 GeO2: 0,4 ROH: 30 de H 2 O, em que ROH é o agente director de estrutura. Transferir o gel para um autoclave revestido de politetrafluoroetileno (30 ml de capacidade). Em seguida, colocar num forno e aquecer a 175 ° C durante 10 dias. Após 10 dias, remover o autoclave a partir do forno, e deixa-se arrefecer naturalmente até à temperatura ambiente. Recuperar o produto zeolite branco por filtração. Lavar com grandes quantidades de água (~ 200 ml). Seca-se o zeólito a 70 ° CO / N. Remover o agente director de estrutura dos poros do zeólito por aquecimento do zeólito a 550 ° C a uma velocidade de 1 ° C min – 1, realizada a 550 ° C durante 6 h antes de ser arrefecida até à temperatura ambiente a uma taxa de 2 ° C min – 1. Adquirir um espectro de difracção de pó de raios-X para confirmar a estrutura utilizando o protocolo do fabricante. Nota: O padrão de pó difração de raios X deve corresponder que dãon para UTL na Figura 2. Adquirir uma isotérmica de adsorção de N2 para confirmar a porosidade usando o protocolo do fabricante. Adquirir análise elementar usando energia dispersiva de raios-X Espectroscopia usando o protocolo do fabricante. Armazenar o zeólito calcinado numa atmosfera inerte seca para prevenir a hidrólise do material. 3. A hidrólise de Ge-UTL ao formulário IPC-1P Adicionar 1,0 g de zeólito calcinado a 160 ml de uma solução de ácido clorídrico 0,1 M. Aquecer esta mistura a 95 ° C durante 18 h, arrefecer até à temperatura ambiente e recupera-se o sólido por filtração usando um filtro de papel. Lavar com grandes quantidades de água (~ 300 ml) e seco a 70 ° CO / N. Adquirir um espectro de difracção de pó de raios-X para confirmar a estrutura de IPC-1P utilizando o protocolo do fabricante. Nota: O perfil do pó por difração de raios X deve condizer com o dado para IPC-1P na Figura 2 O produto seco é designado.IPC-1P e é armazenado para utilização posterior. 4. Preparação do IPC-4 Zeolite Colocar 0,5 g de IPC-1P em um cadinho de material cerâmico e aquecer a 575 ° C a uma velocidade de aquecimento de 1 ° C min – 1, paragem a 575 ° C durante 6 h antes de ser arrefecida até à temperatura ambiente a uma taxa de 2 ° C min – 1. Adquirir um espectro de difracção de pó de raios-X para confirmar a estrutura utilizando o protocolo do fabricante. Nota: O raio-X padrão de difração de pó deve corresponder dada para IPC-4 na Figura 2. Adquirir uma isotérmica de adsorção de N2 para confirmar a porosidade usando o protocolo do fabricante. Adquirir análise elementar usando energia dispersiva de raios-X Espectroscopia usando o protocolo do fabricante. Isto vai dar informações sobre a quantidade Ge permanece na estrutura. 5. Preparação de IPC-2 Zeolite Adicionar 0,5 g de IPC-1P para 10 ml de ácido nítrico 1,0 Msolução de ácido. Adicionar 0,1 g de (diethoxydimethylsilane DEDMS) para a solução. Transferir a solução para um autoclave revestido de politetrafluoroetileno e de calor num forno a 175 ° C durante 18 h. Remover o autoclave do forno e deixa-se arrefecer naturalmente até à temperatura ambiente. Recuperar o produto branco por filtração, lavar com grandes quantidades de água (~ 100 ml) e seco a 70 ° CO / N. Adquirir um pó espectro de difracção de raios-X para confirmar a estrutura. O raio-X padrão de difração de pó deve corresponder dada para IPC-2P na Figura 2. Colocar o produto num cadinho de material cerâmico e aquecer a 575 ° C a uma velocidade de aquecimento de 1 ° C min – 1, paragem a 575 ° C durante 6 h antes de ser arrefecida até à temperatura ambiente a uma taxa de 2 ° C min – 1. Adquirir um espectro de difracção de pó de raios-X para confirmar a estrutura utilizando o protocolo do fabricante. Nota: O padrão de difração deve corresponder tchapéu dada para IPC-2 na Figura 2. Adquirir uma isotérmica de adsorção de N2 para confirmar a porosidade usando o protocolo do fabricante. Adquirir análise elementar usando energia dispersiva de raios-X Espectroscopia usando o protocolo do fabricante.