Smektyty podpierane polikationami tytanowymi jako sorbenty i katalizatory w ochronie środowiska

Abstract

Exchanging the interlayer cations with large, oligomeric titanium hydroxycations leads to increase of interlayer distance and open structure of montmorillonite. After calcination, titanium hydroxycations turn into oxide pillars. Pillared interlayer clays (PILCs) are thermally stable microporous structures with large surface area. Pillared montmorillonites exhibit unique sorption and catalytic properties in many industrially important chemical processes. Ti-PILC are very active catalysts for processes which limit the release of toxic pollutants into the atmosphere: combustion of chlorinated volatile organic compounds (CVOCs) and Selective Catalytic Reduction of nitrogen oxides by ammonia or hydrocarbons. Studies have shown that Ti-PILC sorbed a certain amount of carbon dioxide. The strength of CO2 sorption was different, what is shown as 3 peaks on graph of CO2 content. After heating of Ti-PILC (200oC) the strength of sorption increased as evidenced by the three peaks shift towards higher temperatures.

Wprowadzenie do struktury montmorillonitu dużych, uwodnionych hydroksykationów Ti prowadzi do zwiększenia odległości międzypakietowych i otwarcia struktury montmorillonitu. W wyniku kalcynacji otrzymuje się stabilne termicznie materiały, w których polikationy uległy przekształceniu w tlenkowe podpórki. Podpierane montmorillonity (PILCs) to mikroporowate struktury o dużej powierzchni właściwej. Podpierane montmorillonity wykazują wyjątkowe właściwości sorpcyjne i katalityczne w wielu ważnych przemysłowo procesach chemicznych. Ti-PILC są bardzo aktywnymi katalizatorami w procesach ograniczających emisję toksycznych zanieczyszczeń do atmosfery: spalaniu chloropochodnych organicznych i selektywnej katalitycznej redukcji NOx amoniakiem lub węglowodorami. Badania wykazały że Ti-PILC może sorbować pewną ilość CO2. Dwutlenek węgla został związany z różną siłą, o czym świadczą 3 piki na krzywej zawartości CO2. Po wygrzaniu Ti-PILC (200oC) siła wiązania CO2 wzrosła, o czym świadczy przesunięcie 3 charakterystycznych pików w kierunku wyższych temperatur.