Introduction of rhenium to surface modified microporous and mesoporous materials.

Abstract

Et utvalg av ulike mikro- og mesopørse bærermaterialer var syntetisert og modifisert med en organosilan for å introdusere en aminopropylgruppe på innsiden av de porøse materialene. Den introduserte aminopropylgruppen var vellykket som at anker for rhenium. Overflate modifiseringen var vellykket for alle mesoporøse materialer, men flere av de mikroporøse var ikke vellykket. Suksessen hos de mesoporøse materialene var ble regnet som en følge av at den store porestørrelsen ikke hindret reaksjon med organosilane, men problemet for de mikroporøse materialene var enten for små porere for organosilane eller uegnede overflategrupper i materialet.

Rhenium ble introdusert via oppløsning av Re2O7 i toluene og introdusere til de modifiserte materialene med denne løsningen. Den beste bæreren oppnådde 9.4 wt.% rhenium i materialet. Valg av de porøse bærermaterialane virket ikke å ha noen påvirking på det introduserte rheniumet. Benyttet metode kan tilpasses for andre porøse materialer med liten anstrengelse, forutsatt at de har en passende porestørrelse og ikke inneholder brønsted-syresteder.

Materialer var karakterisert via flere forskjellige metoder for å undersøke bærermaterialenes egenskaper, effekt av overflate modifiseringen, og effekten av effekten rhenium introduksjon på systemene. Røntgenstrålediffraksjon ble brukt for å bekrefte fasen for de ulike materialene, adsorpsjons-desorpsjons målinger ble brukt for å undersøke påvirkning på overflate areal, og ICP-MS ble brukt for å påvise mengden rhenium introdusert til materialene. XAS ble utført for å undersøke det lokale kjemiske miljøet rundt det introduserte rheniumet.

A variety of porous micro and mesoporous materials was successfully synthesized, and modified with an organosilane to introduce a aminopropyl group inside the pore network. The introduced aminopropyl was successfully used as a rhenium anchor. All mesoporous materials tested appear suited to this modification, while only some of the microporous materials was successfully modified. The success of mesoporous materials was attributed to their large pore size not limiting the organosilane modification while the failure in some microporous materials was attributed to either too small pores for the organosilane or unsuited surface groups.

Rhenium was introduced to the modified materials through a toluene solution with Re2O7 dissolved. The resulting rhenium loading in the materials was up to 9.4 wt.%. The chemical speciation of introduced rhenium appears to be completely independent of the porous material used. The method used could be adapted for other porous materials with little effort, assuming they have a suitable pore size and does not contain brønsted acid sites.

Multiple characterization techniques was used to determine properties of the varies materials and the impact of the rhenium introduction as well as the organosilane modification. X-ray diffraction was used to confirmed the phase of materials, adsorption-desorption measurements was used to investigate impact on surface areas, and ICP-MS was used to detect amount of rhenium retained by the modified materials. XAS was performed to investigate speciation of introduced rhenium.