Stabile Silanoltriaden im Zeolithkatalysator SSZ‐70. (23rd April 2020)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Schroeder, Christian; Mück‐Lichtenfeld, Christian; Xu, Le; Grosso‐Giordano, Nicolás A.; Okrut, Alexander; Chen, Cong‐Yan; Zones, Stacey I.; Katz, Alexander; Hansen, Michael Ryan; Koller, Hubert
• Is Part Of: Angewandte Chemie. Volume 132:Number 27(2020)
• Page Start: 11032
• Page End: 11036
• Publication Date: 2020-04-23
• Subjects: Defekte -- Festkörper-NMR-Spektroskopie -- Heterogene Katalyse -- Silanol -- Zeolithe; Chemistry -- Periodicals; 540
• DOI: 10.1002/ange.202001364
• Languages: English
• ISSNs: 0044-8249

Abstract

Abstract: Auf der inneren Porenoberfläche des calcinierten Zeoliths SSZ‐70 wurden Nester mit drei Silanolgruppen gefunden. 2D‐ 1 H‐Doppel‐/Tripelquanten‐Einquanten‐Korrelations‐NMR‐Experimente erlauben eine eindeutige Identifikation dieser Silanoltriadenester. In der hydrothermal synthetisierten Probe zeigen sie auch eine enge Nachbarschaft zu den Strukturdirigenten (structure directing agents, SDAs), den N, N′‐Diisobutylimidazolium‐Kationen, wobei die Defekte zum Ladungsausgleich hier negativ geladen sind (Silanoldyade und eine geladene SiO − ‐Siloxygruppe). Infolge der energetisch ungünstigen Ringspannung findet keine Kondensation der Silanolgruppen zu Dreiringen während der Calcination und Entfernung des SDA statt. Dahingegen sind Tetradenester, die durch Extraktion von Bor aus B‐SSZ‐70 an unterschiedlichen Stellen eigentlich entstehen müssten, nicht stabil, und Silanolkondensation findet statt. Untersuchungen mittels Infrarotspektroskopie von adsorbiertem Pyridin zeigen eine erhöhte Acidität der Silanoltriaden, was wichtige Auswirkungen in der Katalyse nahelegt. Abstract : Silanoldefekte bestimmen die Adsorption und Katalyse in Zeolithen durch ihre hydrophilen Eigenschaften, können aber wegen ihrer schwachen Aciditäten oder kooperativen Effekte mit anderen aktiven Zentren auch zu katalytischen Reaktionen beitragen. Definierte Silanoldefektcluster (siehe Struktur; cyan H, rot O, schwarz Si) mit unterschiedlicher Größe in topologisch verwandten Zeolithen, SSZ‐70 und ITQ‐1, wurden NMR‐spektroskopisch identifiziert.