Browsing by Author "Trejda, Maciej. Promotor"

Now showing 1 - 4 of 4
  • Item
    Badanie wpływu ceru na właściwości powierzchniowe i aktywność katalityczną modyfikowanych wybranymi metalami (Ca, Nb, Pd, Cu, Ru) mezoporowatych pianek krzemionkowych
    (2022) Grzelak, Kalina; Trejda, Maciej. Promotor
    Celem pracy było zaprojektowanie katalizatora cerowego na osnowie krzemionkowych mezoporowatych pianek (MCF), aktywnego w katalitycznych procesach otrzymywania wartościowych chemikaliów. MCF modyfikowano Ce i innymi metalami, otrzymując 4 serie katalizatorów o zróżnicowanym składzie, które badano w różnych procesach: praca I: Ca i Nb i Ce (transestryfikacja butanolanu etylu z metanolem); praca II: Ce i Pd lub Ca i Nb i Pd (redukcyjna kondensacja acetonu); praca III: Ce i Cu lub Ca i Nb i Cu (redukcyjna kondensacja acetonu); praca IV: Ce i Ru (uwodornienie kwasu lewulinowego). Katalizatory badano przy użyciu technik: SEM, niskotemperaturowej adsorpcji/desorpcji azotu, XPS, XRD, CO2-TPD, spektroskopii FTIR połączonej z adsorpcją pirydyny, H2-TPR. Aktywność katalityczna została skorelowana z właściwościami fizykochemicznymi katalizatorów. Promujący efekt Ce został udokumentowany dla każdej serii katalizatorów. W pracy I zawartości Ce i Nb inne niż ekwiwalentne sprzyjały otrzymywaniu produktu. W pracy II udokumentowano, że Ce-MCF był najbardziej stabilnym nośnikiem dla nanocząstek Pd. Tlenek ceru promował redukcję Pd i pełnił rolę skutecznego źródła zasadowości. W pracy III udowodniono, że Ce silnie oddziałuje z miedzią, prowadząc do pożądanych właściwości katalitycznych. Zidentyfikowano centra aktywne dla każdego etapu reakcji. W pracy IV przedstawiono korelację między ilością wprowadzonego ceru a wielkością cząstek Ru. Wykazano, iż wydajność katalityczna była również silnie zależna od parametrów teksturalnych.
  • Item
    Mezoporowate krzemionki zawierające centra kwasowe typu Brønsteda i/lub Lewisa jako katalizatory procesów utleniającego odsiarczania
    (2023) Nurwita, Ardian; Trejda, Maciej. Promotor
    Przedłożona praca doktorska dotyczy projektowania i syntezy materiałów, które można wykorzystać w procesie katalitycznego utleniającego odsiarczania (ODS) w celu pozyskiwania paliw o małej zawartości siarki. W ramach przedłożonej pracy doktorskiej wnikliwie badano nowe heterogeniczne katalizatory procesów odsiarczania. Katalizatory otrzymywano z wykorzystaniem mezoporowatych krzemionek typu SBA-15 i MCF jako nośników. W tym celu zastosowano kilka różnych metod modyfikacji: i) wprowadzenie (3-sulfonopropylo)trihydroksysilanu (TPS) na powierzchnię SBA-15 i MCF; ii) funkcjonalizację materiału SBA-15 poprzez wprowadzenie TPS (centra kwasowe typu Brønsteda) oraz wanadu (centra typu redoks); iii) wprowadzenie TPS (centra kwasowe typu Brønsteda) i heptamolibdenianu amonu (centra kwasowe typu Lewisa) na powierzchnię MCF; iv) funkcjonalizację sililowanego i niesililowanego nośnika SBA-15 poprzez wprowadzenie (3-merkaptopropylo)trihydroksysilanu (MPTMS), TPS i heptamolibdenianu amonu. W celu identyfikacji struktury oraz składu otrzymanych katalizatorów zastosowano różne techniki analityczne, takie jak: niskotemperaturowa adsorpcja/desorpcja N2, XRD, analiza elementarna, ICP-OES, XPS, UV-Vis, FTIR + adsorpcja pirydyny, pomiar kątów zwilżenia. Aktywność katalityczną badano w procesie utleniającego odsiarczania stosując mieszaninę dibenzotiofenu (DBT) i n-dodekanu oraz nadtlenku wodoru (30 % wag.) jako utleniacza. Przeprowadzone badania aktywności katalitycznej otrzymanych materiałów w procesie utleniania dibenzotiofenu potwierdziły, iż SBA-15 oraz MCF są dobrymi nośnikami dla różnych faz aktywnych wykorzystanych w ramach przedstawionej pracy doktorskiej. Potwierdzono również pozytywny wpływ hydrofobowości powierzchni nośnika, która może być generowana w procesie sililowania. Badane materiały pozwoliły na uzyskanie do 100% konwersji DBT w łagodnych warunkach prowadzenia procesu i w krótkim czasie trwania reakcji. Podsumowując, przeprowadzone badania nie tylko skupiły się na syntezie i charakterystyce innowacyjnych katalizatorów procesów utleniającego odsiarczania, ale także uwypukliły rolę nośnika fazy aktywnej i charakteru jego centrów aktywnych, które wpływają na wydajność katalityczną. Zebrane wnioski z przeprowadzonych badań dostarczają cennych informacji na temat projektowania wydajnych układów katalitycznych do zastosowań w zakresie zrównoważonego odsiarczania. The presented doctoral dissertation is focused on the design and development of different solid materials for application in catalytic oxidative desulfurization (CODS) processes aimed to produce low sulfur containing fuels. Within this doctoral dissertation, novel and efficient heterogeneous catalysts for catalytic desulfurization processes have been comprehensively studied. The catalysts are based on mesoporous silica supports, i.e., SBA-15 and MCF. A few different methodologies were employed to synthesize these catalysts: i) incorporation of 3-(trihydroxysilyl)-1-propanesulfonic acid (TPS) onto SBA-15 and MCF supports; ii) functionalization of SBA-15 support with TPS species (Brønsted acid sites) and vanadium (redox sites); iii) incorporation of TPS (Brønsted acid) and ammonium heptamolybdate (Lewis acid sites) onto MCF support; and iv) functionalization of silylated and non-silylated SBA-15 support with (3-mercaptopropyl)trimethoxysilane (MPTMS), TPS and ammonium heptamolybdate. Various analytical techniques were applied to confirm the structure and composition of the obtained catalysts, including low-temperature N2 adsorption/desorption, XRD, elemental analysis, ICP-OES, XPS, UV-Vis, FTIR + pyridine adsorption, contact angles measurements. The catalytic activity was evaluated through oxidative desulfurization experiments using a dibenzothiophene (DBT) mixture in n-dodecane, with hydrogen peroxide (30 wt.%) as the oxidizing agent. The catalytic performance of the materials obtained in the oxidation of dibenzothiophene provided evidence showing that SBA-15 and MCF were efficient supports for the different active sites investigated within this doctoral dissertation. The positive role of surface hydrophobicity that could be generated by silylation process, was also proven. The materials investigated allowed obtaining up to 100% of DBT conversion in mild reaction conditions and in short reaction time. In general, this study not only explores the synthesis and characterization of innovative catalysts for oxidative desulfurization processes, but also highlights the role of the catalyst support properties and the nature of its active sites that influence the catalytic performance. The findings offer valuable insights into designing efficient catalytic systems for sustainable desulfurization applications.
  • Item
    Mezoporowate materiały modyfikowane jonami wapnia lub krzemoorganicznymi związkami zawierającymi azot – synteza, charakterystyka struktury i właściwości zasadowych
    (2019) Kryszak, Dorota; Trejda, Maciej. Promotor; Stawicka, Katarzyna. Promotor
    Tematyka rozprawy doktorskiej wpisuje się w nurt poszukiwania nowych katalizatorów aktywnych w procesach prowadzących do otrzymywania biopaliw i wysokogatunkowych chemikaliów. Celem pracy była synteza, charakterystyka oraz sprawdzenie właściwości katalitycznych nowych heterogenicznych katalizatorów zasadowych o strukturze typu SBA-15 lub MCF, w których centrum zasadowe jest generowane poprzez wprowadzenie związków krzemoorganicznych zawierających azot lub jonów wapnia. Materiały typu SBA-15 lub MCF modyfikowane niobem i/lub imidazolem wykazują wysoką aktywność w reakcji kondensacji Knoevenagla pomiędzy benzaldehydem i cyjanooctanem etylu. Aktywność imidazolu wzrasta w obecności niobu. CeO2 obecny w nośniku powoduje wzrost aktywności w reakcji kondensacji Knoevenagla materiałów zawierających imidazol wraz ze wzrostem pKa związku metylenowego. Przeciwną zależność zaobserwowano dla materiałów zawierających niob. Aktywność katalityczna otrzymanych materiałów typu MCF modyfikowanych niobem i wapniem w reakcji transestryfikacji maślanu etylu z metanolem jest zależna od ich zasadowości oraz od ilości wapnia na powierzchni materiałów. Obecność wapnia w strukturze mezoporowatej krzemionki zwiększa aktywność katalityczną imidazolu oraz APTMS w reakcji kondensacji Knoevenagla pomiędzy benzaldehydem i malononitrylem.
  • Item
    Modyfikowane krzemionki, metalokrzemiany i tlenki metali – preparatyka, charakterystyka i zastosowanie w procesie estryfikacji z udziałem glicerolu
    (2014-05-21) Stawicka, Katarzyna; Ziółek, Maria. Promotor; Trejda, Maciej. Promotor
    Rozprawa doktorska wpisuje się w nurt badań dotyczących syntezy katalizatorów o właściwościach kwasowych, wykorzystywanych do reakcji prowadzonych w fazie ciekłej, np. estryfikacji. W ramach pracy doktorskiej otrzymano materiały bazujące na mezoporowatych piankach komórkowych (MCF) i mezoporowatych tlenkach Nb2O5 i NbxWyOz. Materiały MCF zmodyfikowano jednoetapowo lub posyntezowo prekursorami Nb, Ta, Al, Zr, Cu i P i/lub MPTMS ((3-merkaptopropylo)trimetoksysilanem) z udziałem H2O2 jako utleniacza, a tlenki zmodyfikowano posyntezowo P i/lub MPTMS. Wykonano także monitoring in-situ syntez MCF modyfikowanych metalami i MPTMS. Otrzymane katalizatory poddano charakterystyce tekstury/struktury, badaniom właściwości powierzchni oraz składu chemicznego i testom katalitycznym. Dodanie Nb i Ta podczas syntezy MCF prowadzi do utlenienia grup –SH w MPTMS, co umożliwia otrzymanie licznych grup –SO3H, wykazujących silną kwasowość Brønsteda (BAS). Metale te ponadto stabilizują zakotwiczoną fazę organiczną. Stabilizacja jest większa gdy MPTMS jest zakotwiczony w trakcie syntezy. Dodatkowe centra BAS powstają w obecności P wprowadzonego podczas impregnacji. Silne oddziaływanie Nb2O5 z H2O2 uniemożliwia zakotwiczenie dużych ilości MPTMS. Uzyskane w pracy wyniki umożliwiają określenie optymalnego doboru nośnika i modyfikatorów do otrzymania katalizatora aktywnego i selektywnego w estryfikacji.