Synthesis and characterization of UZM-9 zeolite

Abstract

Zeolit UZM-9 s mřížkou LTA je významný díky své jedinečné struktuře a vlastnostem, které jej činí vhodným pro různé průmyslové procesy, jako jsou separace plynů, iontová výměna a katalýza. Optimalizace syntézního procesu je klíčová pro zvýšení jeho využitelnosti v průmyslových procesech. Tento výzkum si klade za cíl přispět k vývoji účinných a nákladově efektivních metod jeho výroby, čímž se rozšíří jeho potenciál v průmyslových využitích. Hlavní cíle zahrnují optimalizaci syntézních parametrů, izomorfní substituci a studia adsorpce. Optimalizace spočívala v přidání očkovacích krystalů, snížení množství organického templátu a výběru zdrojů reaktantů. Byla také zkoumána přímá syntéza Fe a Zr forem zeolitu UZM-9 pomocí izomorfní substituce. Adsorpční studie zkoumaly adsorpci CO2 v různých kationtových formách, zatímco texturní vlastnosti byly zkoumány pomocí adsorpce dusíku. Připravené zeolity byly dále charakterizovány pomocí XRPD, SEM, ICP-MS a FT-IR. Výsledky vykazují výrazně nižší časy krystalizace, vylepšené texturní vlastnosti a vliv použití různých zdrojů reaktantů. Izomorfní substituce Fe atomů byla neúspěšná, zatímco se Zr atomy poskytla slibné výsledky. Různé formy zeolitu UZM-9 s vyměněnými ionty prokázaly, že jejich adsorpční vlastnosti jsou ovlivněny kationty přítomnými v jejich pórech,...

UZM-9 zeolite of LTA framework holds significant importance due to its unique structure and properties, making it suitable for various industrial processes such as gas separation, ion exchange, and catalysis. Optimizing the synthesis process is crucial to enhance its performance and applicability. This research aims to contribute to develop efficient and cost- effective methods for its production, furthering its potential in industrial applications. The main objectives include the optimization of synthesis parameters, isomorphous substitution, and adsorption studies. Optimization involved the addition of seeding crystals, reducing structure-directing agents, and selecting reactant sources. Direct synthesis of Fe and Zr forms of the UZM-9 zeolite by isomorphous substitution was studied. Adsorption studies examined CO2 on different cation forms, while the texture properties were studied by nitrogen adsorption. Prepared zeolites were further characterised by XRPD, SEM, ICP-MS, and FT-IR. Results show significantly improved crystallization times, enhanced texture properties, and the effects of using various sources of reactants. Isomorphous substitution of Fe atoms was unsuccessful, while showing promising results for Zr. Various ion-exchanged forms of UZM-9 zeolite were shown to have their adsorption...