Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.04 – фізична хімія. – Інститут фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського, Національна академія наук України, Київ, 2021.
Дисертація присвячена дослідженню впливу структури темплату та складу реакцій-них середовищ на напрямок кристалізації ієрархічних Al-, Ga- та B-силікатних цеолітів, їх морфологію, адсорбційні та кислотні властивості, а також вивченню їх каталітичних влас-тивостей в реакціях дегідратації заміщених інденолів, гідроізомеризації н-гексану, віднов-лення оксидів азоту пропеном або монооксидом вуглецю, а також анелюванння нафтолу.
У роботі синтезовано ієрархічні Al-, Ga- та B-силікатні цеоліти структурних типів MOR, BEA, MFI та MTW із морфологією наностержнів, нанолистів або близьких до сфе-ричних наночасток різного хімічного складу, методом низькотемпературної адсорбції азо-ту охарактеризовано особливості їх пористої структури, сукупністю незалежних фізико-хімічних методів детально досліджено тип, концентрацію та силу кислотних центрів.
Сформульовано критерії відбору органічних ПАР з гідрофільними ділянками різної будови, як потенційних структуро- спрямовуючих агентів (CCА), здатних промотувати кристалізацію ієрархічних цеолітів. Залежно від будови гідрофільної частини ССА та алкі-льного містка напрямок кристалізації симбатно із вмістом джерела алюмінію в РС зміню-ється в послідовності MFI → MOR або MTW → BEA → MOR (для цеолітів типу MTW утворюються наноголки, для MFI – нанолисти, для BEA та MOR можливе утворення двох типів кристалів: нанолистів або наночасток і нанолистів або наностержнів відповідно).
Запропоновано схему, що ґрунтується на принципі балансу зарядів між цеолітною ґраткою та ССА, яка пояснює вплив співвідношення Si/E в реакційній суміші та будови гідрофільної частини ССА (через утворення та обмеження росту зародка цеолітної струк-тури з певною топологією) на морфологію нанокристалітів ієрархічних цеолітів.
Встановлено, що сила кислотних центрів Бренстеда є найвищою для цеоліту морде-ніт (до рКа = 3,6), для решти – зростає в ряду ВЕА < MFI < MTW і корелює із середнім значенням співвідношення Si/Al. Показано зменшення середнього значення сили кислот-них центрів Бренстеда (зростання рКа на 0,4 – 0,9) для цеолітів із морфологією нанолистів, порівняно з ізоструктурними аналогами з морфологією наностержнів (MOR) або наночас-ток (ВЕА).
Al-, Ga- та B-силікатні ієрархічні цеоліти структурних типів MOR, BEA, MFI та MTW з морфологією наностержнів, нанолистів або наночасток є активними та високоселе-ктивними каталізаторами дегідратації заміщених інденолів в м’яких умовах (вихід цільо-вого продукту 97–99%), Al-силікатні цеоліти проявляють набагато вищу каталітичну акти-вність в реакції анелювання 2-нафтолу метилбут-3-ен-2-олом, порівняно із комерційними каталізаторами на основі промислових цеолітів, а з нанесеними наночастинками нікелю – високу селективність в процесі гідроізомеризації лінійного гексану (~ 70% при температурі 275 °С, та 20% за найбільш цінним продуктом 2,2-диметилбутаном).
Ключові слова: Ієрархічні Al-, Ga та B-силікатні цеоліти, MOR, BEA, MFI, MTW, структуро-спрямовуючі агенти, морфологія нанокристалів, наночастки, нанолисти, нанос-тержні, пористість, кислотність, дегідратація інденолів, гідроізомеризація н-гексану, ане-лювання нафтолу.
