DEMİR İÇERİKLİ DESTEKLİ VE DESTEKSİZ KATALİZÖR SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

Yıl 2009, Cilt: 24 Sayı: 2, 0 - , 14.02.2013

Yeşim Güçbilmez

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

• Wingen A., Anastasievic N., Hollnagel A.,
• Werner D. ve Schuth F., “Fe-MCM-41 as a
• Catalyst for Sulfur Dioxide Oxidation in Highly
• Concentrated Gases”, J. Catal., Cilt 193, No 2,
• -254, 2000.
• Arena, A., Gatti, G., Stievano, L., Martra, G.,
• Coluccia, S., Frusteri, F., Spadaro, L. ve
• Parmaliana, A., “Activity pattern of low-loaded
• FeOx/SiO2 catalysts in the selective oxidation of
• C1 and C3 alkanes with oxygen”, Catal. Today,
• Cilt 117, No 1-3, 75-79, 2006.
• Zhao, W., Luo, Y., Deng, P. ve Li, Q., “Synthesis
• of Fe-MCM-48 and its catalytic performance in
• phenol hydroxylation”, Catal. Lett., Cilt 73, No
• -4, 199-202, 2001.
• House, M.P., Carley, A.F. ve Bowker, M.,
• “Selective oxidation of methanol on iron
• molybdate catalysts effects of surface reduction”,
• J. Catal., Cilt 252, No 1, 88-96, 2007.
• Dias, A.P.S., Rozanov, V.V., Waerenborgh,
• J.C.B. ve Portela, M.F., “New Mo-Fe-O silica
• supported catalysts for methanol to formaldehyde
• oxidation”, App. Catal. A: Gen., Cilt 345, No 2,
• -194, 2008.
• Soares, A.P.V., Portela, M.F. ve Kiennemann, A.,
• “Methanol selective oxidation to formaldehyde
• over iron molybdate catalysts”, Catal. Rev., Cilt
• , No 1, 2005.
• Soares, A.P.V., Portela, M.F., Kiennemann, A. ve
• Hilaire, L., “Mechanism of deactivation of ironmolybdate
• catalysts prepared by coprecipitation
• and sol–gel techniques in methanol to
• formaldehyde oxidation”, Chem. Eng. Sci., Cilt
• , No 7, 1315-1322, 2003.
• Soares, A.P.V., Portela, M.F., Kiennemann, A.,
• Hilaire, L. ve Millet, J.M.M., “Iron molybdate catalysts for methanol to formaldehyde oxidation:
• Effects of Mo excess on catalytic behaviour”,
• App. Catal. A: Gen., Cilt 206, No 2, 221-229,
• -
• Beck, J.S, Vartuli, J.C., Roth, W.J., Leonowicz,
• M.E., Kresge, C.T., Schmitt, K.D., Chu, C. T.
• W., Olson, D.H. ve Sheppard, E. W., “A new
• family of mesoporous molecular sieves prepared
• with liquid crystal templates”, J. Am. Chem.
• Soc., Cilt 114, No 27, 10834–10843, 1992.
• Oye G., Sjöblom J. ve Stöcker M., “Synthesis,
• characterization and potential applications of new
• materials in the mesoporous range”, Adv. Coll.
• Int. Sci., Cilt 89-90, 439-466, 2001.
• Zhao, W., Hao, Z. ve Hu, C., “Synthesis of
• MCM-48 with a high thermal and hydro-thermal
• stability”, Mater.Res. Bull., Cilt 40, No 10,
• -1780, 2005.
• Wang, L., Shao, Y., Zhang, J. ve Masakazu A.,
• “Synthesis of MCM-48 mesoporous molecular
• sieve with thermal and hydrothermal stability
• with the aid of promoter anions”, Micropor.
• Mesopor. Mater., Cilt 95, No 1-3, 17-25, 2006.
• Kong, L., Liu,S., Yan, X., Li, Q. ve He H.,
• “Synthesis of hollow-shell MCM-48 using the
• ternary surfactant templating method”,
• Micropor. and Mesopor. Mater., Cilt 81, No 1-
• , 251-257, 2005.
• Fröba, M., Köhn, R. ve Bouffaud, G., “Fe2O3
• nanoparticles within mesoporous MCM-48 silica:
• In situ formation and characterization”, Chem.
• Mater., Cilt 11, No 10, 2858-286, 1999.
• Köhn, R. ve Fröba, M., “Nanoparticles of 3d
• transition metal oxides in mesoporous MCM-48
• silica host structures: Synthesis and characterization”,
• Catal. Today, Cilt 68, 227–236, 2001.
• Zhao, W., Kong, L., Luo, Y. ve Li, Q., “Study of
• the influence factors on the synthesis of Fe-
• MCM-48 with binary mixed cationic and anionic
• surfactants”, Micropor. Mesopor. Mater., Cilt
• , No1-3, 111-117, 2007.
• Echchahed,B., Moen,A., Nicholson,D. ve
• Bonneviot, L., “Iron-Modified MCM-48
• mesoporous molecular sieves”, Chem. Mater.,
• Cilt 9, No 8, 1716–1719, 1997.
• Shao,Y., Wang, L., Zhang, J. ve Anpo, M.,
• “Synthesis of hydrothermally stable and longrange
• ordered Ce-MCM-48 and Fe-MCM-48
• materials”, J. Phys. Chem. B, Cilt 109, No 44,
• -20841, 2005.
• Kosslick, H., Lischke, G., Landmesser, H.,
• Parlitza, B., Storek, W. and Fricke, R., “Acidity
• and catalytic behavior of substituted MCM-48”,
• J. Catal., Cilt 176, No 1, 102-114, 1998.
• Subramarian, H. ve Koodali, R.T., “Baeyer-
• Villiger oxidation of cyclic ketones over ironcontaining
• mesoporous MCM-48 silica
• materials”, Reaction Kinetics and Catalysis
• Letters, Cilt 95, No 2, 239 -245, 2008.
• Subrahmanyam, H., Viswanathan, B. ve
• aradarajan, T.K., “Synthesis, characterization and
• catalytic activity of mesoporous trivalent iron
• substituted aluminophosphates”, J. Mol. Catal.
• A Chem., Cilt 223, No 1-2, 149–153, 2004.
• Trejda, M., Kujawa, J. ve Ziolek, M., “Iron
• modified MCM-41 materials characterised by
• methanol oxidation and sulphurisation reactions”,
• Catal. Lett., Cilt 108, No 3–4, 141-146, 2006.
• Wang, C.T. ve Ro, S-H, “Nanocluster iron oxidesilica
• aerogel catalysts for methanol partial
• oxidation”, App. Cat. A: Gen., Cilt 285, No 1-2,
• -204, 2005.
• Wang, C.T. ve Willey, R.J, “Mechanistic aspects
• of methanol partial oxidation over supported iron
• oxide aerogels”, J.Catal., Cilt 202, No 2, 211-
• , 2001.
• Tsoncheva, T., Rosenholm, J., Linden, M.,
• Kleitz, F., Tiemann, M., Ivanova, L., Dimitrova,
• M., Paneva, D., Mitov, I. ve Mincheva, C.,
• “Critical evaluation of the state of iron oxide
• nanoparticles on different mesoporous silicas
• prepared by an impregnation method”,
• Micropor. Mesopor. Mater., Cilt 112, No 1-3,
• -337, 2008.
• Michal Kruk, Mietek Jaroniec, Ryoo, R. ve Joo,
• S.H., “Characterization of ordered mesoporous
• carbons synthesized using MCM-48 silicas as
• templates”, J. Phys. Chem. B, Cilt 104, 7960-
• , 2000.
• Ravikovitch, P. I. ve Neimark, A. V., Langmuir,
• Cilt 16, No 6, 2419-2423, 2000.
• Wang X., Jia, J., Zhao, L. ve Sun, T.,
• “Mesoporous SBA-15 supported iron oxide: A
• potent catalyst for Hydrogen Sulfide Removal”,
• Water, Air and Soil Pollution, Cilt 193, No 1,
• -257, 2008.
• Sun-Kou, M.R., Mendioroz, S., Fierro, J.L.G.,
• Palacios, J.M. ve Guerrero-Ruiz, R.A., “Influence
• of the preparation method on the behaviour of Fe-
• Mo catalysts for the oxidation of methanol”, J.
• Mater. Sci., Cilt 30, No 2, 496-503, 1995.
• Lowell, S. ve Shields J.E., Powder Surface Area
• and Porosity, Second Edition, Chapman and Hall,
• London,GreatBritian,1984.