DEMİR İÇERİKLİ DESTEKLİ VE DESTEKSİZ KATALİZÖR SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

Öz

Çalışma kapsamında silika bazlı Fe-MCM-48 katalizörleri doğrudan hidrotermal sentez (Fe-MCM-48-1) ve yaş
emdirme (Fe-MCM-48-2) metotlarıyla, desteksiz Fe-Mo-O katalizörü ise birlikte çöktürme metodu ile
üretilmiştir. AAS, XRD ve BET sonuçları hidrotermal sentez metodu ile katalizöre yüksek oranda (Fe/Si(katı) =
0,56) demir eklenebildiğini ancak MCM-48 yapısının bozulduğunu, yapıda önemli ölçüde Fe2O3 fazı oluştuğunu
ve BET yüzey alanının düşük olduğunu (214 m2/g) göstermiştir. Yaş emdirme metodu ile MCM-48 yapısına
demir eklendiğinde ise AAS, XRD ve BET sonuçları hidrotermal senteze oranla daha düşük miktarda demir
eklendiğini (Fe/Si(katı) = 0,12) ancak MCM-48’in kübik gözenekli yapısının korunduğunu ve BET yüzey
alanının çok yüksek olduğunu (982 m2/g) göstermiştir. Fe-Mo-O katalizörü için karakterizasyon sonuçları ise
katalizörün düzenli kristal yapıda olduğunu, Fe2(Mo4O)3 ve MoO3 fazlarını içerdiğini ancak silika destekli
katalizörlere oranla çok düşük yüzey alanına (12 m2/g) sahip olduğunu göstermiştir. Fe-MCM-48-1 ve Fe-Mo-O
katalizörlerinin gözenek dağılımlarının homojen olmadığı, Fe-MCM-48-2 katalizörünün ise 2,8 nm civarında
homojen mezo gözenek dağılımına sahip olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• MCM-48, Fe-MCM-48, Fe-Mo-O, hidrotermal sentez, yaş emdirme, birlikte çöktürme.

Kaynakça

1. Wingen A., Anastasievic N., Hollnagel A.,
2. Werner D. ve Schuth F., “Fe-MCM-41 as a
3. Catalyst for Sulfur Dioxide Oxidation in Highly
4. Concentrated Gases”, J. Catal., Cilt 193, No 2,
5. -254, 2000.
6. Arena, A., Gatti, G., Stievano, L., Martra, G.,
7. Coluccia, S., Frusteri, F., Spadaro, L. ve
8. Parmaliana, A., “Activity pattern of low-loaded

9. FeOx/SiO2 catalysts in the selective oxidation of
10. C1 and C3 alkanes with oxygen”, Catal. Today,
11. Cilt 117, No 1-3, 75-79, 2006.
12. Zhao, W., Luo, Y., Deng, P. ve Li, Q., “Synthesis
13. of Fe-MCM-48 and its catalytic performance in
14. phenol hydroxylation”, Catal. Lett., Cilt 73, No
15. -4, 199-202, 2001.
16. House, M.P., Carley, A.F. ve Bowker, M.,
17. “Selective oxidation of methanol on iron
18. molybdate catalysts effects of surface reduction”,
19. J. Catal., Cilt 252, No 1, 88-96, 2007.
20. Dias, A.P.S., Rozanov, V.V., Waerenborgh,
21. J.C.B. ve Portela, M.F., “New Mo-Fe-O silica
22. supported catalysts for methanol to formaldehyde
23. oxidation”, App. Catal. A: Gen., Cilt 345, No 2,
24. -194, 2008.
25. Soares, A.P.V., Portela, M.F. ve Kiennemann, A.,
26. “Methanol selective oxidation to formaldehyde
27. over iron molybdate catalysts”, Catal. Rev., Cilt
28. , No 1, 2005.
29. Soares, A.P.V., Portela, M.F., Kiennemann, A. ve
30. Hilaire, L., “Mechanism of deactivation of ironmolybdate
31. catalysts prepared by coprecipitation
32. and sol–gel techniques in methanol to
33. formaldehyde oxidation”, Chem. Eng. Sci., Cilt
34. , No 7, 1315-1322, 2003.
35. Soares, A.P.V., Portela, M.F., Kiennemann, A.,
36. Hilaire, L. ve Millet, J.M.M., “Iron molybdate catalysts for methanol to formaldehyde oxidation:
37. Effects of Mo excess on catalytic behaviour”,
38. App. Catal. A: Gen., Cilt 206, No 2, 221-229,
39. -
40. Beck, J.S, Vartuli, J.C., Roth, W.J., Leonowicz,
41. M.E., Kresge, C.T., Schmitt, K.D., Chu, C. T.
42. W., Olson, D.H. ve Sheppard, E. W., “A new
43. family of mesoporous molecular sieves prepared
44. with liquid crystal templates”, J. Am. Chem.
45. Soc., Cilt 114, No 27, 10834–10843, 1992.
46. Oye G., Sjöblom J. ve Stöcker M., “Synthesis,
47. characterization and potential applications of new
48. materials in the mesoporous range”, Adv. Coll.
49. Int. Sci., Cilt 89-90, 439-466, 2001.
50. Zhao, W., Hao, Z. ve Hu, C., “Synthesis of
51. MCM-48 with a high thermal and hydro-thermal
52. stability”, Mater.Res. Bull., Cilt 40, No 10,
53. -1780, 2005.
54. Wang, L., Shao, Y., Zhang, J. ve Masakazu A.,
55. “Synthesis of MCM-48 mesoporous molecular
56. sieve with thermal and hydrothermal stability
57. with the aid of promoter anions”, Micropor.
58. Mesopor. Mater., Cilt 95, No 1-3, 17-25, 2006.
59. Kong, L., Liu,S., Yan, X., Li, Q. ve He H.,
60. “Synthesis of hollow-shell MCM-48 using the
61. ternary surfactant templating method”,
62. Micropor. and Mesopor. Mater., Cilt 81, No 1-
63. , 251-257, 2005.
64. Fröba, M., Köhn, R. ve Bouffaud, G., “Fe2O3
65. nanoparticles within mesoporous MCM-48 silica:
66. In situ formation and characterization”, Chem.
67. Mater., Cilt 11, No 10, 2858-286, 1999.
68. Köhn, R. ve Fröba, M., “Nanoparticles of 3d
69. transition metal oxides in mesoporous MCM-48
70. silica host structures: Synthesis and characterization”,
71. Catal. Today, Cilt 68, 227–236, 2001.
72. Zhao, W., Kong, L., Luo, Y. ve Li, Q., “Study of
73. the influence factors on the synthesis of Fe-
74. MCM-48 with binary mixed cationic and anionic
75. surfactants”, Micropor. Mesopor. Mater., Cilt
76. , No1-3, 111-117, 2007.
77. Echchahed,B., Moen,A., Nicholson,D. ve
78. Bonneviot, L., “Iron-Modified MCM-48
79. mesoporous molecular sieves”, Chem. Mater.,
80. Cilt 9, No 8, 1716–1719, 1997.
81. Shao,Y., Wang, L., Zhang, J. ve Anpo, M.,
82. “Synthesis of hydrothermally stable and longrange
83. ordered Ce-MCM-48 and Fe-MCM-48
84. materials”, J. Phys. Chem. B, Cilt 109, No 44,
85. -20841, 2005.
86. Kosslick, H., Lischke, G., Landmesser, H.,
87. Parlitza, B., Storek, W. and Fricke, R., “Acidity
88. and catalytic behavior of substituted MCM-48”,
89. J. Catal., Cilt 176, No 1, 102-114, 1998.
90. Subramarian, H. ve Koodali, R.T., “Baeyer-
91. Villiger oxidation of cyclic ketones over ironcontaining
92. mesoporous MCM-48 silica
93. materials”, Reaction Kinetics and Catalysis
94. Letters, Cilt 95, No 2, 239 -245, 2008.
95. Subrahmanyam, H., Viswanathan, B. ve
96. aradarajan, T.K., “Synthesis, characterization and
97. catalytic activity of mesoporous trivalent iron
98. substituted aluminophosphates”, J. Mol. Catal.
99. A Chem., Cilt 223, No 1-2, 149–153, 2004.
100. Trejda, M., Kujawa, J. ve Ziolek, M., “Iron
101. modified MCM-41 materials characterised by
102. methanol oxidation and sulphurisation reactions”,
103. Catal. Lett., Cilt 108, No 3–4, 141-146, 2006.
104. Wang, C.T. ve Ro, S-H, “Nanocluster iron oxidesilica
105. aerogel catalysts for methanol partial
106. oxidation”, App. Cat. A: Gen., Cilt 285, No 1-2,
107. -204, 2005.
108. Wang, C.T. ve Willey, R.J, “Mechanistic aspects
109. of methanol partial oxidation over supported iron
110. oxide aerogels”, J.Catal., Cilt 202, No 2, 211-
111. , 2001.
112. Tsoncheva, T., Rosenholm, J., Linden, M.,
113. Kleitz, F., Tiemann, M., Ivanova, L., Dimitrova,
114. M., Paneva, D., Mitov, I. ve Mincheva, C.,
115. “Critical evaluation of the state of iron oxide
116. nanoparticles on different mesoporous silicas
117. prepared by an impregnation method”,
118. Micropor. Mesopor. Mater., Cilt 112, No 1-3,
119. -337, 2008.
120. Michal Kruk, Mietek Jaroniec, Ryoo, R. ve Joo,
121. S.H., “Characterization of ordered mesoporous
122. carbons synthesized using MCM-48 silicas as
123. templates”, J. Phys. Chem. B, Cilt 104, 7960-
124. , 2000.
125. Ravikovitch, P. I. ve Neimark, A. V., Langmuir,
126. Cilt 16, No 6, 2419-2423, 2000.
127. Wang X., Jia, J., Zhao, L. ve Sun, T.,
128. “Mesoporous SBA-15 supported iron oxide: A
129. potent catalyst for Hydrogen Sulfide Removal”,
130. Water, Air and Soil Pollution, Cilt 193, No 1,
131. -257, 2008.
132. Sun-Kou, M.R., Mendioroz, S., Fierro, J.L.G.,
133. Palacios, J.M. ve Guerrero-Ruiz, R.A., “Influence
134. of the preparation method on the behaviour of Fe-
135. Mo catalysts for the oxidation of methanol”, J.
136. Mater. Sci., Cilt 30, No 2, 496-503, 1995.
137. Lowell, S. ve Shields J.E., Powder Surface Area
138. and Porosity, Second Edition, Chapman and Hall,
139. London,GreatBritian,1984.