Degradace jako syntetická cesta?

Zeolity jsou krystalické křemičitany s mikroporézní strukturou poskládané z jednotek oxidu křemičitého (SiO₂). Místo křemíku mohou být ve struktuře zabudované i jiné prvky, které vytváří centra, vykazující kyselé vlastnosti. „Zeolity jsou naprosto zásadní průmyslové katalyzátory. Používají se při zpracování ropy (zejména krakování těžkých ropných frakcí na lehčí) a řadě petrochemických procesů. Jsou také výbornými adsorbenty zejména díky mikroporézní struktuře, která vytváří velký specifický povrch. Setkáte se s nimi i v pracím prášku, kde fungují jako iontoměniče a snižují významně tvrdost vody.“ vysvětlují vědci ze skupiny Syntézy, katalýzy a pokročilých materiálů, kde nová studie vznikla.

Struktura nového zeolitu: obrázek z transmisního elektronového mikroskopu a schéma.

Problémem však zůstává jejich cílená syntéza. V některých případech se zeolity dají připravovat pomocí tzv. metody ADOR (assembly-disassembly-organization-reassembly). Tato metoda vychází ze syntézy vhodného zeolitu s germaniem, který je možné rozložit ve vodě nebo kyselém prostředí. Nová studie zkoumá záchyt labilních zeolitů vznikajících v průběhu post-syntetických procesů v germanokřemičitanových zeolitech (některé atomy křemíku jsou nahrazeny atomy germania). „Pomocí této metody se nám podařilo zachytit dceřinou zeolitovou fázi, která byla dříve (na první pohled) neúspěšně podrobena zmíněné ADOR metodě,“ popisují autoři článku.

Vzniklý zeolit byl zkoumán pomocí různých charakterizačních metod, které vedly i k optimalizaci „záchytu“. Na začátku se dařilo kýženou fázi zachytit pouze zhruba po 5 minutách hydrolýzy, zatímco po půl hodině už došlo k úplné degradaci (zkoumaný mateřský zeolit je degradován vodou). Přídavkem alifatického alkoholu se rychlost degradace zpomalila a produkt tak byl stabilizován až na 24 hodin.

Vyvinutá metoda může být aplikována nejen na tento konkrétní připravený zeolit, ale také na další chemicky labilní zeolity a může tak otevírat další cestu výzkumu pro perspektivní materiály.

Článek k nahlédnutí zde: https://doi.org/10.1021/jacs.3c00423