Synthesis and Post-synthesis Modification of Novel 2-Dimensional Zeolites

Abstract

Development of sustainable and environmentally friendly chemical processes is of vital importance nowadays. Although there is a palette of different synthetic methods for the formation of epoxides, sulphoxides and sulphones, from both economic and environmental points of view, a direct oxidation with a simple oxidant is highly appreciated. The main goals of the thesis were design and synthesis of novel titanium containing zeolitic materials with the ability to catalyse selective oxidation of sterically demanding organic compounds, particularly epoxidation of cyclic olefins and terpenes and oxidation of bulky thioethers to corresponding sulphoxides and sulphones with hydrogen peroxide as the oxidant. Two novel extra-large pore titanosilicates were prepared by means of hydrothermal synthesis (Ti-CFI, Ti-UTL), three large-pore titanosilicates (Ti-CON, Ti-AFI, Ti-IFR) were prepared using two step deboronation - liquid phase titanium impregnation procedure and two groups of lamellar materials were prepared. One group was based on modified nanosheet TS-1; the other was prepared from Ti-IPC- 1P lamellar precursor, which was prepared by means of top-down transformation of Ti-UTL. Last but not least, the Ti-UTL was transformed into new titanosilicates Ti-IPC-2 (OKO structure) and Ti-IPC-4 (PCR structure) by...

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...