РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКИ ЕКСПЕРИМЕНТІВ
2.1. Методики синтезу темплатів
Методики синтезу заміщених амідів щавелевої кислоти, тетра-4-піридинілпіразину
і його похідних [
[i], [ii]], комплексів Ni(Dten)(ClO4)2·0,5H2O, Ni(Dtdien)(ClO4)2,
Na[Fe3O(nicH)6(H2O)3](ClO4)8·2H2O, Cu2(Bdado)2(ClO4)2·3H2O,
Ni4(m3-OH)2(Inaf)4(Dien)2(ClO4)2.CH3NO2, Na[Cr3O(nicH)6(H2O)3](ClO4)8·2H2O,
Ni4(m3-OH)2(Moda)4(Dien)2(ClO4)2·H2O, фенантролінатів Co(II), Fe(II), Fe(III),
Ni(II), Ni4(OH)2L4(Dien)2(ClO4)2, а також дані елементного аналізу приведені в
Додатку Б. Синтез (6R,10S)-6,10-диметил-5-азоніаспіро[4,5]декан гідроксиду та
його похідних проводили по методиці, близькій до опублікованої раніше [[iii]].
2.2. Методики синтезу цеолітів
Синтез алюмосилікатних цеолітів IPC-1 та IPC-2. Для синтезу використовували
наступні вихідні речовини: гідроксид натрію, 6-водний хлорид алюмінію і
силіказоль (Ludox HS-40). Реакційну суміш готували, як правило, наступним
чином: гідроксид лужного металу і розраховану кількість 6-водного хлориду
алюмінію розчиняли в дистильованій воді, додавали відповідний темплат,
перемішували, потім по краплях при перемішуванні додавали розраховану кількість
силіказолю. Отримані суспензії піддавали гідротермальній обробці при 155-180 °С
протягом 3-15 діб. Кристалічні осади виділяли вакуумним фільтруванням,
промивали дистильованою водою і сушили на повітрі при 50 °С. Для видалення
темплату зразки прожарювали на повітрі при 500 °С.
Водневі форми цеолітів отримували обміном катіонів в розчині на NH4+ з
наступним прожарюванням при 500 єС.
Синтез германатного цеоліту IPC-3 та його кремній, алюміній та титан-вмісних
форм. Для синтезу використовували наступні вихідні речовини: піридин,
фтороводнева кислота і діоксид германію. Реакційну суміш готували, як правило,
наступним чином: до суміші піридину і дистильованої води вносили розраховану
кількість відповідного темплату, перемішували, потім додавали діоксид германію
і, після перемішування, фтороводневу кислоту. Отримані суспензії піддавали
гідротермальній обробці при 150-180 °С протягом 3-5 діб. Кристалічні осади
виділяли вакуумним фільтруванням, промивали дистильованою водою і сушили на
повітрі при 50 °С.
Кремній-, алюміній- і титан-германатні аналоги (Si-IPC-3, Al-IPC-3, Ті-IPC-3) з
різним вмістом елементів отримували введенням в РС тетраетилортосилікату,
ізопропоксиду алюмінію або тетраізопропоксиду-ортотитанату в розрахованих
кількостях.
Синтез германосилікатних цеолітів IPC-4. Реакційну суміш готували наступним
чином: діоксид германію розчиняли у водному розчині темплату гідроксиду
(6R,10S)-6,10-диметил-5-азоніаспіро[4,5]декану, додавали діоксид кремнію і
перемішували протягом 30 хв. Отримані суспензії піддавали гідротермальній
обробці при 175 °С протягом 4-10 діб. Кристалічні осади виділяли вакуумним
фільтруванням, промивали дистильованою водою і сушили в шафі при 90 °С. Для
видалення темплату зразки прожарювали на повітрі при 550 °С.
2.3. Дослідження фізико-хімічних властивостей цеолітів
Рентгенофазовий аналіз. Структуру цеолітів контролювали методом
рентгенофазового аналізу. Дифрактограми записували на дифрактометру ДРОН-3М в
мідному фільтрованому випромінюванні (CuKa з lCu?1,54184).в діапазоні кутів 2q
= 1-60° зі швидкістю сканування 0,5-2°/хв. Вимірювання положення піків на
дифрактограмах проводили візуально з точністю до 0,02°, вводячи поправки на
неточність юстировки приладу, що визначалися по положенню піків внутрішньої
еталонної речовини. Як еталон використовували кремній з періодом гратки
a=0,54307 нм.
Частину дифрактограм цеолітів вимірювали також на дифрактометрі D8 Advance
фірми Bruker в мідному фільтрованому випромінюванні (CuKa з lCu?1,542).в
діапазоні кутів 2q = 3-60° зі швидкістю сканування 1-4°/хв
Фур’є ІЧ-спектроскопія. Інфрачервону спектроскопію в ближній та середній
області використовували для контролю включення гетероелементів в каркас IPC-3
за зміною інтенсивності смуг Ge-O, а також одержання додаткової інформації для
ідентифікації структурного типу цеолітів IPC-1 та IPC-2 за структурно-чутливими
смугами поглинання в області коливань каркасу, як і оцінки ступеню
кристалічності цеолітів.
Для спектральних досліджень зразки таблетували шляхом пресування
високодисперсного порошку цеоліту з KBr в якості зв’язуючої речовини із
співвідношенням 0,7-1 мг : 70-100 мг відповідно. Приготування зразків таким
чином давало можливість отримувати інформативні спектри в області 4000-400
см-1. ІЧ-спектри реєстрували з допомогою Фур’є-спектрометра PerkinElmer
Spectrum One.
Ваговий і об’ємнометричний методи адсорбції. Для характеристики пористої
структури синтезованих цеолітів використовували ваговий адсорбційний метод
(адсорбати – метанол і вода), а також об’ємнометричний метод адсорбції азоту
(Quantachrom instruments або Micromeritic ASAP 2020).
Адсорбційні властивості зразків досліджували в термостатованій вакуумній
установці з пружинними вагами Мак-Бена-Бакра [[iv]]. Чутливість кварцових
пружин, що використовувалися, становила 2-3 мг/мм. Вимірювання в процесі
адсорбції виконували з допомогою катетометра з ціною поділки 0,01 мм. Для
вимірювання адсорбції зразки (близько 0,1 г) поміщали в скляні чашечки,
підвішені до кварцевих пружин. Установку вакуумували при 620 К протягом 1-2
годин (р=0,1 Па), після чого термостатували при потрібній температурі адсорбції
та проводили напуск парів чи газів адсорбату. Заміри збільшення ваги проводили
за досягненням рівноважного стану. Тиск в вимірювальній частині установки
визначали за різницею рівнів ртуті в U-подібному манометрі. Виміри викон
- Київ+380960830922