Vědci našli nový přístup k syntéze zeolitů

Zeolity jsou krystalické mikroporézní materiály používané při separaci plynů a v katalýze. Navzdory milionům teoreticky předpovězených stabilních struktur, se dosud podařilo připravit pouze přibližně 250 různých topologií zeolitů.

Nesoulad mezi počtem navrhovaných topologií zeolitů a těmi, které lze připravit tradičními hydrotermálními přístupy, vedl k vývoji alternativních strategií pro syntézu zeolitů, zejména ADOR (Assembly-Disassembly-Organization-Reassembly). ADOR je unikátní přístup, protože topologii nových zeolitů lze předvídat na základě znalostí mateřské struktury. Pokusy o transformaci křehkých struktur (například zeolitu strukturního typu IWW) pomocí tohoto přístupu dosud nebyly úspěšné.

Novým objevem výzkumníků z Katedry fyzikální a makromolekulární chemie je přímá strategie pro přípravu nových zeolitů pomocí bezkontaktní přeměny v plynné fáze. Tato metoda umožňuje připravit nové topologie zeolitů, které dosud nebyly připraveny konvenčními způsoby syntézy. Kombinace in situ difrakčních technik a rentgenové absorpční spektroskopie umožňuje sledovat mechanismus přeměny . Úspěšná aplikace této metody pro přípravu zeolitů nových topologií zdůrazňuje potenciál této techniky pro 3D x 3D transformaci krystalických materiálů s nestabilními strukturami, které se rozkládají při kontaktu s rozpouštědlem. V kombinaci s jinými metodami pro post-syntetickou modifikaci 3D struktur tento přístup dovolí cíleně manipulovat s anisotropně labilními materiály.

Schéma způsobu přesmyku pomocí parní fáze pro transformaci germano-silikátových zeolitů

 

Cs-korigované STEM-ADF obrazy zeolitů IWW (vlevo) a IPC-18 (vpravo) ukazující pokles vzdálenosti mezivrstvy způsobené transformací zeolitů obsahujících relativně velké mezivrstvené jednotky (krychle) na materiál mající zkrácený prostor mezivrstev (přes čtverce).