Browsing by Author "Salzbauer, Frank"

Now showing 1 - 1 of 1

Open Access
Dealuminierung von Zeolithen mittels fluoridischer Reagenzien
(2011) Salzbauer, Frank; Weitkamp, Jens (Prof. Dr.-Ing.)
In dieser Arbeit wurde eine neue Methode zur Dealuminierung von Zeolithen untersucht. Dazu wurden physikalische Mischungen des zu dealuminierenden Zeoliths in seiner Ammonium- oder Protonenform mit Aluminiumfluorid hergestellt und diese getempert. Nach dem Tempern der Mischungen auf etwa 700 °C lag der Zeolith in vollständig dealuminierter Form vor. Die Charakterisierung der Materialien erfolgte hauptsächlich durch chemische Analyse, 27Al- und 29Si MAS-NMR-Spektroskopie, Röntgenpulverdiffraktometrie und Stickstoff-Physisorptionsexperimente. Bei der Umsetzung mit Aluminiumfluorid entstand EFAl (extra-framework alumina), welches im Zeolith verbleibt. EFAl konnte mit Salzsäure bei Siedetemperatur extrahiert werden. Mittels Stickstoff-Physisorptionsmessungen wurde gezeigt, dass die spezifische Oberfläche der Mikroporen während der Dealuminierung annähernd konstant blieb, zusätzlich entstanden allerdings Mesoporen. Durch Variation des Stoffmengenverhältnisses von eingesetztem Aluminiumfluorid zu Aluminium im Zeolith konnte gezeigt werden, dass die Dealuminierungsreaktion mit sehr wenig Aluminiumfluorid abläuft (die vollständige Dealuminierung erfolgt bereits mit nAlF3 / nAl, Zeo > 1/8). Dabei gehorcht die Dealuminierung entweder einer stöchiometrischen Reaktion, oder Aluminiumfluorid durchläuft mehrere Reaktionszyklen. In der Arbeit wurden mögliche Reaktionsmechanismen vorgestellt und diskutiert. Neben Aluminiumfluorid wurden Natriumfluorid, Calciumfluorid und Galliumfluorid als Dealuminierungsmittel geprüft. Die Umsetzung mit Natriumfluorid resultierte in der vollständigen Zerstörung des Zeoliths, während mit Galliumfluorid die gleichen Ergebnisse erzielt wurden wie mit Aluminiumfluorid. Nach der Reaktion mit Calciumfluorid war die Zeolithstruktur geschädigt, und die Dealuminierung war unvollständig. Die Dealuminierung mit Aluminiumfluorid gelang außer an dem Zwölfringzeolith Mordenit auch an den Zehnringzeolithen ZSM-5 und MCM-22. An diesen drei Strukturen konnte durch Messung der modifizierten Hydrophobizitätsindices HI* gezeigt werden, dass eine starke Hydrophobierung während der Dealuminierung stattfindet. Bei der Dealuminierung von Zeolith Y mit Aluminiumfluorid konnte nach der Reaktion bei Bedingungen analog zur Dealuminierung von Mordenit nur amorphes Material nachgewiesen werden. Das sehr viel schonendere Tempern über einen längeren Zeitraum bei geringeren Temperaturen (T = 450 °C) resultierte in einem moderaten Dealuminierungsgrad von 20 % bei starken Intensitätseinbußen im Röntgenpulverdiffraktogramm. Folglich ist Zeolith Y nicht mit Aluminiumfluorid dealuminierbar.