Pigmenty na bazie zeolitów
Loading...
Date
2012-06-13T08:42:34Z
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
Pigments based on zeolites
Abstract
Przedstawiona praca dotyczy syntezy i charakteryzacji fizykochemicznej pigmentów otrzymywanych na bazie sit molekularnych i indygoidów. Procedura preparatyki pigmentów oparta była na procesie enkapsulacji czyli „trwałego zamknięcia” w matrycach sit molekularnych „cząsteczek gości”. Produkty otrzymano poprzez krystalizację wybranych sit molekularnych z żeli z dodatkiem barwników bądź przez termiczną inkluzję, która polegała na ucieraniu i ogrzewaniu komponentów pigmentów. Do badań używane były zeolity o zbliżonych rozmiarach porów i komór tj. FAU, MOR, MFI, LTL (o otworach sorpcyjnych ~0.7 nm), a także materiał AlPO4-5, materiały mezoporowate typu SBA oraz metaloorganiczne materiały MOF. Poza podstawowymi formami kationowymi tych zeolitów prowadzone były również syntezy z użyciem wybranych modyfikacji kationowych (np.: (Ca2+, Mg2+, Zn2+). Użycie zeolitów modyfikowanych różnymi kationami pozwalało na znaczącą modyfikację odcieni powstających pigmentów, co wyraźnie świadczy o ważnej roli oddziaływania koordynacyjnego barwnik-kation pozasieciowy. Trwałe pigmenty indygoidowe uzyskuje się również przy użyciu matryc AlPO4-5 całkowicie pozbawionych kationów, a więc wspominane wyżej oddziaływanie koordynacyjne nie jest jedynym czynnikiem stabilizującym cząsteczki barwnika w matrycy. Nieoczekiwanie notowano trwałą enkapsulację nieznacznych ilości indygo w kanałach materiałów SBA, efektu tego nie obserwowano jednak dla krzemionkowej struktury MCM-41. Obserwowany efekt w materiałach SBA wynika ze znaczącego udziału mikroporów w ich strukturze. Intrygującym spostrzeżeniem było otrzymanie trwałych pigmentów z użyciem materiałów MOF.
Presented thesis was focused on the synthesis and characterization of pigments based on molecular sieves and indigoids. The procedure of preparing pigments was related with encapsulation process, which involve accommodation of guest molecules (chromophores) into molecular sieves matrices. The pigments were prepared by using a conventional hydrothermal crystallization of chosen molecular sieves from gels containing admixture of chromophores or by means of thermal insertion, which consisted grinding and heating a mixture of pigment components. The zeolites (FAU, MOR, MFI, LTL) with respective aperture and void sizes, AlPO4-5 material, mesoporous (SBA-3, SBA-15) and metalorganic (MOF) materials were applied. Moreover, a coloration and properties of the resulting pigments can be tuned by the former ion modification of zeolite matrices with variety of cations (Ca2+, Mg2+, Zn2+). It seems, that coordinative bond between dye molecules and zeolite cations are mostly responsible for high stability of pigments, but the products with AlPO4, devoid of cations, and mesoporous silica (SBA) exhibit high stability too. This effect was not observed for pigments prepared with using MCM-41 material. It suggest, that coordinative bond is not only one nature of interaction of matrice and molecules dye. The hydrogen bond of accommodated in microporous phase molecules with host silanol groups of SBA materials might be responsible for their anchoring. The important novelty of the work is a finding that resistant indigo pigments can be obtain with aid of MOF-5 matrices. It is the first evidence of such application of MOF materials.
Presented thesis was focused on the synthesis and characterization of pigments based on molecular sieves and indigoids. The procedure of preparing pigments was related with encapsulation process, which involve accommodation of guest molecules (chromophores) into molecular sieves matrices. The pigments were prepared by using a conventional hydrothermal crystallization of chosen molecular sieves from gels containing admixture of chromophores or by means of thermal insertion, which consisted grinding and heating a mixture of pigment components. The zeolites (FAU, MOR, MFI, LTL) with respective aperture and void sizes, AlPO4-5 material, mesoporous (SBA-3, SBA-15) and metalorganic (MOF) materials were applied. Moreover, a coloration and properties of the resulting pigments can be tuned by the former ion modification of zeolite matrices with variety of cations (Ca2+, Mg2+, Zn2+). It seems, that coordinative bond between dye molecules and zeolite cations are mostly responsible for high stability of pigments, but the products with AlPO4, devoid of cations, and mesoporous silica (SBA) exhibit high stability too. This effect was not observed for pigments prepared with using MCM-41 material. It suggest, that coordinative bond is not only one nature of interaction of matrice and molecules dye. The hydrogen bond of accommodated in microporous phase molecules with host silanol groups of SBA materials might be responsible for their anchoring. The important novelty of the work is a finding that resistant indigo pigments can be obtain with aid of MOF-5 matrices. It is the first evidence of such application of MOF materials.
Description
Wydział Chemii: Zakład Technologii Chemicznej
Sponsor
Keywords
zeolity, zeolites, pigmenty, pigments, indygo, enkapsulacja, encapsulation, Maya Blue