Acidity of acid-activated Al- and Zr-pillared clays: ante-pillaring versus post-pillaring treatment

• Autorzy: Bahranowski K. , Gaweł A. , Komorek J. , Kozłowska A. , Michalik A. , Serwicka E. M. , Słoczyński J.

Warianty tytułu

PL

Kwasowość aktywowanych kwasem montmorillonitów podpieranych Al lub Zr: porównanie efektu aktywacji przed i po podpieraniu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The acidity of Al- and Zr-pillared montmorillonites, acid-activated before or after the pillaring procedure, has been investigated by means of IR analysis of pyridine chemisorption. The concentration of acid centres depends in a critical way on the stage of the preparation at which the acid treatment has been applied, with the ante-pillaring activation being much more efficient in increasing both Brønsted and Lewis acidity than the postpillaring treatment. The influence of the acid activation on the distribution of acid site strength depends chiefly on the chemical nature of the pillars. In the Al-pillared materials both types of acid treatments increase the strength of Brønsted acid centres, without affecting the Lewis acidity. In the Zr-pillared clays only the post-pillaring treatment results in a significant increase of the Brønsted acid site strength, while both types of acid activation lead to a significant weakening of Lewis acid centers.

PL

Kwasowość montmorillonitów podpieranych Al lub Zr, aktywowanych kwasem przed lub po podpieraniu określono na podstawie badania adsorpcji pirydyny metodą IR. Stwierdzono, że stężenie centrów kwasowych zależy w istotny sposób od etapu preparatyki, na którym zastosowano aktywację kwasową. Traktowanie kwasem przed podpieraniem, zwiększające zarówno kwasowość Brønsteda jak i Lewisa, jest bardziej efektywne od aktywacji po podpieraniu. Wpływ aktywacji kwasowej na rozkład mocy centrów kwasowych zależy głównie od chemicznej natury podpórek. W próbkach podpieranych Al oba typy aktywacji zwiększają moc centrów kwasowych Brønsteda, nie wpływając na moc centrów Lewisa. W przypadku preparatów podpieranych Zr, wyłącznie aktywacja po podpieraniu powoduje znaczący wzrost mocy centrów Brønsteda, podczas gdy oba rodzaje aktywacji prowadzą do znacznego osłabienia centrów kwasowych Lewisa.

Słowa kluczowe

EN

acid activation; Al-pillared montmorillonite; Zr-pillared montmorillonite; pillared clays; pyridine adsorption

PL

montmorillonit; kwasowość

• Wydawca: Mineralogical Society of Poland
• Czasopismo: Mineralogia
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 32, iss. 2
• Strony: 57--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. [24] poz., rys.

Twórcy

autor

Bahranowski K.

• Academy of Mining and Metallurgy, Faculty of Geology, Geophysics and Environment Protection, 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30, Poland

autor

Gaweł A.

• Academy of Mining and Metallurgy, Faculty of Geology, Geophysics and Environment Protection, 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30, Poland

autor

Komorek J.

• Polish Academy of Sciences, Institute of Catalysis and Surface Chemistry, 30-239 Kraków, Niezapominajek 8, Poland

autor

Kozłowska A.

• Polish Academy of Sciences, Institute of Catalysis and Surface Chemistry, 30-239 Kraków, Niezapominajek 8, Poland

autor

Michalik A.

• Polish Academy of Sciences, Institute of Catalysis and Surface Chemistry, 30-239 Kraków, Niezapominajek 8, Poland

autor

Serwicka E. M.

• Polish Academy of Sciences, Institute of Catalysis and Surface Chemistry, 30-239 Kraków, Niezapominajek 8, Poland

autor

Słoczyński J.

• Polish Academy of Sciences, Institute of Catalysis and Surface Chemistry, 30-239 Kraków, Niezapominajek 8, Poland

Bibliografia

• BAHRANOWSKI К, GRABOWSKI R„ GRZYBOWSKA B„ KIELSKI A., SERWICKA E.M., WCISŁO К., WISŁA-WALSH Е., WODNICKA К., 2000: Synthesis and physicochemical properties of vanadium-doped zirconia-pillared montmorillonites in relation to oxidative dehydrogenation of propane. Topics Catal. 11/12, 255-261.
• BOVEY J., JONES W., 1995: Characterization of Al-pillared acid activated clay catalysts. J. Mater. Chem. 5, 2027-2035.
• BOVEY J., KOOLI F., JONES W., 1996: Preparation and characterization of Ti-pillared acid-activated clay catalysts. Clay Miner. 31, 501-506.
• CLARK J.H., CULLEN S.R., BARLOW S.J., BASTOK T.W., 1994: Environmentally friendly chemistry using supported reagent catalysts: structure-property relationships for clayzic. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2, 1117-1130.
• CLEARFIELD A., ALY H.M., CAHILL R.A., SERETTE G.P.D., SHEA W.L., TSAI T.Y., 1994: Alteration of alumina pillared clays for enhanced catalytic activity. Stud. Surf. Sei. Catal. 83, 433-442.
• FAHN R., FENDERL K., 1983: Reaction products of organic dye molecules with acid-treated montmorillonite. Clay Miner. 18, 447-458.
• FALARAS P., LEZOU F., SEIRAGAKIS G., PETRAKIS D., 2000: Al-pillared acid-activated montmorillonite modified elecytrodes. . J. Electroanal. Chem. 486, 156-165.
• FIGUERAS F., 1988: Pillared clays as catalysts. Catal. Rev. Sci.-Eng. 30, 457-499.
• HIROKAWA A., 1980: Characteristics and application of acid-treated 'acid clay'. Nendo Kagaku 20, 99-106.
• HOJABRIF., 1971: Dimerisation of propylene and its uses for isoprene manufacture. J. Appl. Chem. Biotechnol. 21, 87-89.
• KAPLAN H., 1966: One step process of acid activating mineral clays and alkylating phenolic compounds with an alkene hydrocarbon. U.S. Patent 3287422, 4 pp.
• KOOLIF., JONES W., 1998: Al and Zr pillared acid activated saponite clays: characterization and properties. J. Mater. Client. 8, 2119-2124.
• MISHRA T., PARIDA K.M., RAO S.B., 1996: Transition metal oxide pillared clay. 1. A comparative study of textural and acidic properties of Fe(III) pillared montmorillonite and pillared acid activated mont- morillonite. J. Colloid Interface Sei. 183, 176-183.
• MISHRA T., PARIDA K., 1997: Transition metal oxide pillared clays. 2. A comparative study of textural and acidic properties of manganese(III) pillared montmorillonite and pillared acid-activated mont- morillonite. J. Mater. Chem. 7,147-152.
• MISHRA T., PARIDA K., 1998: Transition metal pillared clay. 4. A comparative study of textural, acidic and catalytic properties of chromia pillared montmorillonite and acid-activated montmorillonite. Appl. Catal. A-General 166,123-133.
• MOKAYA R., JONES W. 1994: Pillared acid-activated catalysts. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 8, 929930.
• MOKAYA R., JONES W., 1995: Pillared clays and pillared acid-activated clays: A comparative study of physical, acidic and catalytic properties. J. Catal. 153, 76-85.
• MOKAYA R., JONES W., DAVIES M.E., WHITTLE M.E., 1993: Chlorophyll adsorption by alumina pillared acid-activated clay. J. Am. Oil Chem. Soc. 70, 241-244.
• MORGAN D.A., SHAW D.B., SIDEBOTTOM MJ.', SOON T.C., TAYLOR R.S., 1985: The function of bleaching earths in the processing of palm, palm kernel and coconut oils. J. Am. Oil Chem. Soc. 62, 292-299.
• THOMAS C.L., HICKEY J., STECKER G., 1950: Chemistry of clay cracking catalysts. Ind. Eng. Chem. 42 866-871.
• TICHIT D., MOUNTASSIR Z., FIGUERAS F„ AUROUX A., 1991: Control of the acidity of montmo- rillonites pillared by Al-hydroxy-cationic species. In Poncelt G., Jacobs P.A., Grange P., Delmon B. (Eds.) Preparation of Catalysts V, Studies in Surface Science and Catalysis, Elsevier, Amsterdam vol. 63, 345-353.
• SUN KOU M.R., MENDIOROZ S., MUŃOZ V., 2000: Evaluation of the acidity of pilared montmorillonites by pyridine adsorption. Clays Clay Miner. 48, 528-536.
• VAUGHAN D.E.W., LUSSIER R.J., 1980: Preparation of molecular sieves based on pillared interlayerec clays (PILC). In L.V.C. Rees (Ed.) Proc. 5th Int. Conf. Zeolites, Heyden, London, 94-101.
• YAMANAKA S., BRINDLEY G.W., 1979: High surface area solids obtained by reaction of montmorillonite with zirconyl chloride. Clay Clay Miner. 27, 119-124.