1.7. Felületek és katalizátorok

Hasonló dokumentumok
VÁLASZ Dr. Pokol György, a kémia tudomány doktora, egyetemi tanár bírálatára

Polimer nanokompozit blendek mechanikai és termikus tulajdonságai

Mobilitás és Környezet Konferencia

Badari Andrea Cecília

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

Kémiai reakciók sebessége

Katalízis. Tungler Antal Emeritus professzor 2017

AGYAGÁSVÁNY NANOKOMPLEXEK ELŐÁLLÍTÁSA ÉS SZERKEZETI JELLEMZÉSE

Textíliák felületmódosítása és funkcionalizálása nem-egyensúlyi plazmákkal

VÁLASZ Dr. Dinya Zoltán, az MTA doktora, egyetemi tanár bírálatára

TALAJVÉDELEM XI. A szennyezőanyagok terjedését, talaj/talajvízbeli viselkedését befolyásoló paraméterek

MŰANYAGOK ÉGÉSGÁTLÁSA. Garas Sándor

Aerogél alapú gyógyszerszállító rendszerek. Tóth Tünde Anyagtudomány MSc

Klórbenzol lebontásának vizsgálata termikus rádiófrekvenciás plazmában

SZENNYVÍZKEZELÉS NAGYHATÉKONYSÁGÚ OXIDÁCIÓS ELJÁRÁSSAL

Ciklodextrinek alkalmazási lehetőségei kolloid diszperz rendszerekben

Mobilitás és Környezet Konferencia

Évelő lágyszárú növények biomasszájának hasznosítása

Kecskeméti Főiskola GAMF Kar. Poliolefinek öregítő vizsgálata Szűcs András. Budapest, X. 18

Reakciókinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

CO 2 aktiválás - a hidrogén tárolásban

Mobilitás és Környezet Konferencia

Bevezetés a talajtanba VIII. Talajkolloidok

Kábeldiagnosztikai vizsgálatok a BME-n

Kötések kialakítása - oktett elmélet

NEHÉZFÉMEK ELTÁVOLÍTÁSA IPARI SZENNYVIZEKBŐL Modell kísérletek Cr(VI) alkalmazásával növényi hulladékokból nyert aktív szénen

Szádfal szerkezet tervezés Adatbev.

Az anyag tulajdonságaitól a felhasználásig - természetes alapanyagok és hulladékok hasznosítását megalapozó kutatások

MÓDOSÍTOTT FELÜLETŰ KAOLINIT AGYAGÁSVÁNYOK KOMPLEX ANALITIKAI VIZSGÁLATA

Szénszálak és szén nanocsövek

Szakértesítő 1 Interkerám szakmai füzetek A folyósító szerek viselkedése a kerámia anyagokban

Mobilitás és Környezet Konferencia

Ipari vizek tisztítási lehetőségei rövid összefoglalás. Székely Edit BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Plazmasugaras felülettisztítási kísérletek a Plasmatreater AS 400 laboratóriumi kisberendezéssel

HIDROFIL HÉJ KIALAKÍTÁSA

3D bútorfrontok (előlapok) gyártása

Elektronegativitás. Elektronegativitás

Egyszerű számítások a festékformulázás során

Kolloidstabilitás. Berka Márta 2010/2011/II

6. változat. 3. Jelöld meg a nem molekuláris szerkezetű anyagot! A SO 2 ; Б C 6 H 12 O 6 ; В NaBr; Г CO 2.

PHYWE Fizikai kémia és az anyagok tulajdonságai

Porózus szerkezetű fémes anyagok. Kerámiák és kompozitok ORBULOV IMRE

Társított és összetett rendszerek

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS ZSIRKA BALÁZS

Véralvadásgátló hatású pentaszacharidszulfonsav származék szintézise

Közreműködők Erdélyi István Györe Attila Horvát Máté Dr. Semperger Sándor Tihanyi Viktor Dr. Vajda István

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion.

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Polimer nanokompozitok; előállítás, szerkezet és tulajdonságok

Mikrohullámú abszorbensek vizsgálata

Röntgen-gamma spektrometria

OPPONENSI VÉLEMÉNY. Horváth Erzsébet. rezgési spektroszkópiai módszerekkel. c. MTA doktori értekezéséről

Határfelületi jelenségek. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 3. Általános anyagszerkezeti ismeretek. N m J 2

Baris A. - Varga G. - Ratter K. - Radi Zs. K.

Reakciókinetika. aktiválási energia. felszabaduló energia. kiindulási állapot. energia nyereség. végállapot

és s alkalmazása Dencs Béla*, Dencs Béláné**, Marton Gyula**

Szádfal szerkezet ellenőrzés Adatbev.

Az ipari komputer tomográfia vizsgálati lehetőségei

Pannon Egyetem Veszprém

Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása.

Mobilitás és Környezet Konferencia

MÉRNÖKI ANYAGISMERET AJ002_1 Közlekedésmérnöki BSc szak Csizmazia Ferencné dr. főiskolai docens B 403. Dr. Dogossy Gábor Egyetemi adjunktus B 408

A SZTE KDI képzési terve

OTKA beszámoló

ä ä

Ragyogó molekulák: dióhéjban a fluoreszcenciáról és biológiai alkalmazásairól

TANMENET FIZIKA. 10. osztály. Hőtan, elektromosságtan. Heti 2 óra

Nagynyomású csavarással tömörített réz - szén nanocső kompozit mikroszerkezete és termikus stabilitása

Kolloidkémia 5. Előadás Kolloidstabilitás. Szőri Milán: Kolloidkémia

HALOGÉNEZETT SZÉNHIDROGÉNEK

KÉSŐ AVAR ÜVEGGYÖNGYÖK ÖSSZETÉTEL- VIZSGÁLATA

Összetett hálózat számítása_1

Víz. Az élő anyag szerkezeti egységei. A vízmolekula szerkezete. Olyan mindennapi, hogy fel sem tűnik, milyen különleges

Síklapokból álló üvegoszlopok laboratóriumi. vizsgálata. Jakab András, doktorandusz. BME, Építőanyagok és Magasépítés Tanszék

Sillabusz orvosi kémia szemináriumokhoz 1. Kémiai kötések

A faanyag kémiai átalakulása / átalakítása

Tartalom. A citoszkeleton meghatározása. Citoszkeleton. Mozgás a biológiában A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER 12/9/2016

Tartószerkezetek tervezése tűzhatásra - az Eurocode szerint

10. előadás Kőzettani bevezetés

ACÉLSZERKEZETEK TŰZVÉDELMI TERVEZÉSE WORKSHOP KÖNNYŰSZERKEZETEK OPTIMÁLIS TŰZVÉDELMI MEGOLDÁSAI

A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER (Nyitrai Miklós, )

Flagellin alapú filamentáris nanoszerkezetek létrehozása

A ferrát-technológia klórozással szembeni előnyei a kommunális szennyvizek utókezelésekor

Mikrohullámú abszorbensek vizsgálata

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Kinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

KŐZETEK ELŐKÉSZÍTÉSE A LEPUSZTULÁSRA. Aprózódás-mállás

MŰANYAGFAJTÁK ÉS KOMPOZITOK

Helyettesített Szénhidrogének

Hulladékból energiát technológiák vizsgálata életciklus-elemzéssel kapcsolt energiatermelés esetén Bodnár István

RÉTEGES SZERKEZETŰ ANYAGOK ÉS VEGYESOXID

Mikrobiológiai üzemanyagcella alapvető folyamatainak vázlata. Két cellás H-típusú MFC

Követelmények: f - részvétel az előadások 67 %-án - 3 db érvényes ZH (min. 50%) - 4 elfogadott laborjegyzőkönyv

Az anyagi rendszer fogalma, csoportosítása

KRITIKUS KÉRDÉS: ACÉL ELEMEK

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

1. feladat. Versenyző rajtszáma: Mely vegyületek aromásak az alábbiak közül?

Energia. Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Kinetikus energia: a mozgási energia

Szennyvíziszap rekultivációs hasznosítása mesterséges talajkeverék előállításával

Átírás:

Mobilitás és Környezet Konferencia Magyar Tudományos Akadémia Budapest, 2012. január 23. 1.7. Felületek és katalizátorok Polimer töltőanyagként alkalmazható agyagásvány nanostruktúrák előállítása Horváth Erzsébet Kristóf János, Kurdi Róbert, Makó Éva, Tatiana Yuzhakova, 7 hallgató,

2 8 1.7. Felületek és katalizátorok véggáztisztító katalizátorok fejlesztése agyagásványok delaminációs folyamatainak tervezése agyagásvány nanocsövek előállítása agyagásvány organokomplexek szerkezet meghatározása, a komplex stabilitást befolyásoló tényezők feltárása (a reaktív belső felület energetikai jellemzése) a felület/határfelület szerkezeti jellemzése a delaminációs folyamat és annak energetikai jellemzése

3 8 Az agyagásványok, felületmódosított származékaik és hibridjeik ipari felhasználása a FELÜLETI REAKTIVITÁS FELÜLETI TULAJDONSÁGOK függvénye Mechanokémiai aktiválás Interkaláció/ioncsere Termikus kezelés Reakciók a rétegközti térben kaolinit montmorillonit Adszorbensek Nanokatalizátorok Szűrők, membránok Ioncserélők, biofilm hordozók Nanohibrid töltőanyagok (polimer, fúróiszap, gyógyszer/kozmetikumok, festékek) termékek töltőanyagok, nanostruktúrák

4 8 MÓDOSÍTOTT FELÜLETŰ AGYAGÁSVÁNYOK, mint polimerek töltőanyagai kiváló mechanikai tulajdonságok, alacsony szivárgási tényező hő- és lángállóság színezhetőség alacsony koncentráció (2-5 m/m%) a megfelelő tulajdonságok elérése érdekében nagy érintkezési/határfelület nagy diszperzitásfok HOGYAN? az agyagásvány rétegek teljes delaminációja (A) intercaláció/reakciók a rétegközti térben (B) többlépéses interkaláció (C) Ioncsere (montmorillonit)

5 8 KAOLINIT Külső felületi OH Belső OH Belső felületi OH reagens d(001): 7,1 Å

6 8 MONTMORILLONIT d(001): 11,8 Å Lecserélendő kation: K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+ R 4 N + T O reagens T Kation dodecyltrimethylammonium didodecyldimethylammonium hexadecylitrimethylammonium

7 8 ELJÁRÁS: 3 különböző rendezettségű kaolin HI 0,3 0,7 1,3 (A) d(001) (B) d(001) Kao 7,1 Ǻ 7,1 Ǻ Prekurzor karbamid+kao 10,7 Ǻ KAc+Kao 14,1 Ǻ 1 triethanolamin 11,0 Ǻ Etilén-glycol (150 C, 1 h MW) 11,0 Ǻ 2 R 4 N + szintézise MeI 11,6 Ǻ n-hexylamin (24 h, 20 C) 21,0-26,0 Ǻ 3 delamináció polielektrolittal N/M n-oktadecilamine, (90 C, 48 h) tisztítás 56 Å

8 8 (A) módszer HI=0,33 HI=0,79 HI=1,33 a halloysit(típusú) nanocső kialakulása függ: rendezettség

9 8 HI= 0,33 100-200 nm HI= 0,79 200-500 nm Kac-al keverve Vízgőz tenziójú térben (B) módszer a halloysit(típusú) nanocső kialakulása függ: HI Delaminációs eljárás Prekurzor előállítása. őrléssel HI= 1,33 500-1000 nm Ø ~ 24 Å!!!

1 0 8 A delaminációs folyamatokban az egyes lépések sorrendje kritikus a morfológiai változás sikeressége érdekében! A hosszú reakció idők lerövidítésére MW A megfelelő reagens és a megfelelő sorrend megválasztása Molekula Mechanikai számítások ANYAGSZERKEZETI VIZSGÁLATOK ÉS (MULTISKÁLÁS) KÉMIAI SZÁMÍTÁSOS MÓDSZEREK

1 1 8 Spartan 10 Windows MMFF94 báziskészlet (Wavefunction Inc. USA) korlátozások: Mineraldata database a TO rétegek felépítésére Kísérleti adatok (IR, Raman, XRD, TA) használata. az interkalációs reagens monomolekuláris rétegben van jelen, H-hidas kölcsönhatások. A reagens molekulák között nincs kölcsönhatás; a számítás menete: A szerkezet optimalizálása MM módszerrel A relatív rendszer energiákat DFT számításokból, csökkentett atomszám esetén.!!! A kísérleti adatok (IR,R, NMR spektroszkópia, TA XRD) és a számításos módszer kiegészíti egymást!!!

Relatív energia különbség 1 2 8 energia befektetés Miért lényegesen nagyobb a bázislap távolság, mint a reagens molekula mérete? Komplex stabilizáló paraméterek: Víz, H-híd erősség energia felszabadulás d(001) ~ 55 Å d(001)= 21-27 Å Kaolinit + etilén-glykol MW, 100 C, 1h d(001)= 11,0 Å Kaolinit + K-acetát Kaolinit prekurzor d(001)= 14,1 Å ENERGIAGÁT: csökkenthető Kaolinit + n-hexilamin Kaolinit + n-oktadecilamin Reakció koordináta

1 3 8 A kaolinit rendszer energiája a bázislap távolság függvényében: mi tartja össze a rétegeket? Komplex stabilizáló paraméterek befolyásolhatják!!

1 4 8 Alapkérdés: Miért lényegesen nagyobb a bázislap távolság, Mint a reagens molekula mérete? d 12,4 Ǻ több, mint 1 reagens réteg A rétegeket összetartó erők: kölcsönhatások a reagens molekulák, kölcsönhatások a rétegek és a reagens molekulák között ~8,2 (7,1) Ǻ < d 12,4 Ǻ, A rétegeket összetartó erők: a reagens molekulák között fellépő taszító és vonzóerők eredője + kölcsönhatások a rétegek között + a rétegek és a reagens molekulák között

1 5 8 Kritikus rétegtávolságok a teljes delamináció eléréséhez kaolinit montmorillonit

Modulus /MPa/ 1 6 8 350 Polimer mátrixban: 300 250 200 150 Hőállóság: 1,9x 100

1 7 8 összefoglalás: A halloysite-típusú nanostruktúra kialakulása függ: HI; preparáció/felületmódosítás módja A nanocsövek hossza függ: a prekurzor preparálásának módja; A teljes delamináció egy kritikus bázislap távolság elérése után kísérelhető meg, figyelembe véve a komplex stabilizáló tényezőket Töltőanyagként felületkezelést követően alkalmas

TAMOP-4.2.1/B-09/1/KONV-2010-0003 Mobilitás és környezet Járműipari, energetikai és környezeti kutatások a Közép- és Nyugat-Dunántúli Régióban A projekt a Magyar Állam és az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. Nemzeti Fejlesztési Ügynökség www.ujszechenyiterv.gov.hu 06 40 638 638

Köszönöm megtisztelő figyelmüket!