Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Chemie

Fachgebiet: Anorganische Chemie

Betreuer: Prof. Dr. Axel Schulz



M. Sc. Riaz Muhammad
(e-mail: riaz.muhammad@uni-rostock.de )

Green natural zeolite catalyst-preparation, characterization, and acid catalytic performance

Summary Natural microporous clinoptilolite zeolite-CLIN was acidified via ammonium ion exchange followed by calcination and HCl treatment under soft conditions, i.e. low temperature, acid concentration, short treatment time, and moderate post thermal treatment. The influence of the modification type and treatment conditions on the structure, morphology, acidity and, texture was studied by XRD, SEM, FTIR, ICP-AES, TG/DSC, ammonia-TPD, 1H, 27Al and 29SI MAS NMR and N2-ads-des. The catalytic activity was investigated in the acid catalyzed acetalization of benzaldehyde with butandiol-1, 3. The obtained catalysts are highly active. The calcined ammonium exchanged clinoptilolite catalysts were found to be more stable as compared to acid treated clinoptilolite catalysts. A synthesis-structure-porosity-acidity-activity relationship was found with H CLIN catalysts.

Zusammenfassung Natürlicher mikroporöser Zeolith Klinoptilolith wurde sauer modifiziert durch Austausch der enthaltenen Kationen mit Ammonium-Ionen und anschließender thermischer Zersetzung als auch mittels direkten Austausches mit Protonen via HCl-Behandlung. Dies erfolgte unter milden Bedingungen, d.h. niedriger Temperatur und Säure- oder Salzkonzentration, kurzer Behandlungszeit und moderater thermischer Behandlung. Der Einfluss der Art der Modifizierung und der Behandlungsbedingungen auf die Struktur, Morphologie, Textur und Azidität wurde mittels XRD, SEM, FTIR, ICP-AES, TG/DSC, Ammoniak-TPD 1H-, 27Al- uns 29Si-MAS-NMR untersucht. Die katalytische Aktivität wurde mittels der säure-katalysierten Azetalisierung von Benzaldehyd mit Butandiol-1,3 geprüft. Die erhaltenen Katalysatoren sind hoch aktiv. Wobei die NH4-Ausgetauschten formen deutlich stabiler sind als die Säure behandelten Zeolithe. Ein Zusammenhang zwischen Synthese, Strukutr und katalytischer Aktivität wurde gefunden.