Naslov
Priprava γ-Al2O3 iz aluminijeva sec-butoksida modificiranog etil-acetoacetatom u različitim omjerima
(The preparation of γ-Al2O3 out of aluminium sec-butoxide modified with ethyl acetoacetate in various ratios)

Autori
Simčić, Ivan

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Mjesto
Zagreb

Datum
05.10

Godina
2016

Stranica
137

Mentor
Kurajica, Stanislav

Ključne riječi
aluminijev sec-butoksid; etil-acetoacetat; kelati; sol-gel sinteza; nanokristalični γ-Al2O3
(aluminium sec-butoxide; chelate; ethyl acetoacetate; nanocrystalline γ-Al2O3; sol-gel synthesis)

Sažetak
Aluminijev sec-butoksid (Asb) je, kako bi se kontrolirala njegova hidroliza, modificiran s etil- acetoacetatom (Eaa) u različitim omjerima (Eaa : Asb = 0, 5 ; 1 ; 1, 5 ; 2 ; 2, 5 i 3). Istraživan je utjecaj ovog omjera na solove, gelove i prijelazni aluminijev oksid dobiven termičkom obradom gela. Korištene su metode 1H, 13C i 27Al nuklearne magnetske rezonancije (NMR), infra-crvene spektroskopije s Fourierovom transformacijom (FTIR), rendgenske difrakcijske analize (XRD), analize veličine čestica (PSA), pretražne elektronske mikroskopije (SEM), simultane diferencijalno termičke i termogravimetrijske (DTA/TGA) analize te N2 apsorpcijsko/desorpcijske izoterme. U solovima je detektirano pet različitih kelata: monokelirani trimer, Al3(OsBu)8(Eaa), asimetrični bis-kelirani dimer, Al2(OsBu)4(Eaa)2, tris-kelirani dimer, Al2(OsBu)3(Eaa)3, tetra-kelirani dimer, Al2(OsBu)2(Eaa)4, i tris-kelirani monomer, Al(Eaa)3. Prisutnost ovih kelata potvrđena je dekonvolucijom 1H NMR spektara. Koordinacija aluminija raste s porastom molarnog omjera Eaa/Asb, pa u uzorcima s molarnim omjerom Eaa/Asb od 2, 5 i 3 postoji samo heksa- koordinirani aluminij, odnosno tris-kelirani monomer. Oktaedarski Al kompleks dolazi u obliku dva stereoizomera, facijalni (fac) i meridionalni (mer) u omjeru 2 : 3. Tris- kelirani monomer je otporan na hidrolizu te je jedini kelat čija je prisutnost detektirana u hidroliziranim uzorcima. Njegova količina u hidroliziranim uzorcima proporcionalna je početnom omjeru Eaa/Asb te ga skoro nema u uzorku s omjerom Eaa/Asb = 0, 5 dok je uzorak s omjerom Eaa/Asb = 3 gotovo čisti Al(Eaa)3. Osim koordinacije 6 koja potječe od Al(Eaa)3, u hidroliziranim uzorcima su zapažena dva slabije definirana okruženja atoma Al. U ovim su uzorcima zapažene dvije različite morfologije, veći komadi gela i fine aglomerirane čestice kelata. Kristalna struktura Al(Eaa)3 određena je rendgenskom difrakcijom u polikristalu. Ovaj kelat kristalizira u monoklinskoj prostornoj grupi P21/n, s parametrima jedinične ćelije a = 16, 387(1) Å, b = 19, 650(1) Å, c = 6, 912(1) Å i  = 91, 91(1)°. Molekulska struktura mu se sastoji od tri O, O-bidentatno povezana etil- acetoacetatna liganda koja tvore oktaedarsku koordinaciju oko aluminijeva atoma. Molekule su dvjema intermolekulskim vodikovim vezama duž b- osi povezane u lance. Termičkom obradom gela pri 800 °C tijekom 2 sata nastaje čisti, nanokristalinični -Al2O3 koji se može primijeniti kao nosač katalizatora. Tekstura i morfologija γ-Al2O3 ovise o inicijalnom omjeru Eaa/Asb pa su tako čestice s manjim Eaa/Asb omjerom kompaktnije dok se čestice s višim Eaa/Asb omjerom čine više aglomerirane. Termička obrada pri višim temperaturama dovodi do transformacije γ-Al2O3 u α-Al2O3. Uzorak s omjerom Eaa/Asb = 0, 5 se može ocijeniti kao najprikladniji za pripremu nosača katalizatora. Istraživanje je pokazalo da se različita svojstva γ-Al2O3 dobivenog sol-gel sintezom mogu kontrolirati s kelacijskim agensom.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemijsko inženjerstvo

POVEZANOST RADA