Syntéza makro- a mezoporézních nosičů připravených alkalickou aktivací aluminosilikátových složek a jejich následná modifikace

Ing. Zdeněk Tišler

Doctoral thesis

Synthesis of macro- and mesoporous supports prepared by alkali-activation of aluminosilicate components and their post-synthesis modification

Abstract:

Dizertační práce se zabývá syntézou, podrobnou charakterizací a následným testováním nových materiálů na bázi zeolitových pěn, připravených alkalickou aktivací přírodních zeolitů, a možností využití těchto materiálů v chemickém průmyslu, zejména jako katalyzátorů, katalyzátorových nosičů nebo adsorbentů. Základní vstupní surovinou, kterou je přírodní zeolit, jehož hlavní složkou je zeolit klinoptilolit, je téměř výlučně mezoporézní materiál s malým měrným povrchem a malým objemem pórů. Jeho využití je z tohoto důvodu omezeno především na aplikace v oblasti čištění odpadních vod a plynů. Alkalickou aktivací této, snadno a cenově dostupné, aluminosilikátové složky, pomocí směsného aktivátoru na bázi hydroxidu draselného a křemičitanu sodného, a následným napěněním této směsi, např. pomocí hliníku nebo peroxidu vodíku, vzniká makroporézní materiál - tuhá anorganická pěna, jejíž vlastnosti lze modifikacemi upravit tak, aby bylo možné materiály využít i v jiném než stavební průmyslu nebo průmyslu žáro-izolací, pro které jsou alkalicky aktivované materiály běžně studovány. Tyto materiály zároveň splňují i požadavky na ekologické a ekonomické materiály.

Abstract:

The dissertation thesis deals with the synthesis, detailed characterization and subsequent testing of new materials based on zeolite foams prepared by alkali-activation of natural zeolites, and the possibilities of these materials for using in the chemical industry, especially as catalysts, catalyst supports or adsorbents. The basic feedstock (natural zeolite), where the main component is the clinoptilolite zeolite, is almost exclusively mesoporous material with a small specific surface area and with a small pore volume. For this reason, its use is mainly limited to wastewater and gas treatment applications. Alkali activation of this easy and affordable aluminosilicate component by using mixed activators based on potassium hydroxide and sodium silicate and subsequent foaming by aluminium or hydrogen peroxide produces the macroporous material - solid inorganic foam. The properties of this foam can be modified by post-synthesis modifications to allow the materials to be used in other than the building industry where are the alkali-activated materials commonly used. These materials also meet the requirements for ecological and economic materials.

Keywords

přírodní zeolit, klinoptilolit, alkalická aktivace, anorganická pěna, kyselé loužení, katalyzátory

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 1. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 25. 6. 2020
• Supervisor: prof. Ing. Roman Bulánek, Ph.D.

University of Pardubice

Faculty of Chemical Technology

Doctoral programme / field:
Physical Chemistry / Physical Chemistry