Computational elucidation of the aging time effect on zeolite synthesis selectivity in the presence of water and diquaternary ammonium iodide

文献情報

出版日 2021-09-01
DOI 10.1039/D1CP01921J
インパクトファクター 3.676
著者

Bahram Ghanbari, Fatemeh Kazemi Zangeneh, German Sastre, Maryam Moeinian, Sina Marhabaie, Zahra Taheri Rizi


原文を見る

要旨

An example of zeolite selectivity (MFI → MOR) driven by synthesis aging time has been studied. Using N,N,N′,N′-tetramethyl-N,N′-dipropyl-ethylenediammonium diiodide (TMDP) as an organic structure-directing agent (OSDA), the zeolite phases obtained at 2 h (MFI 97%), 8 h (MFI 84%, MOR 16%) and 24 h (MFI 43%, MOR 57%) have been characterized by powder X-ray diffraction. The results suggest that at intermediate aging time, namely 8 h and 24 h, the dominant phase (MFI) is displaced by MOR. Different techniques (FT-IR, Raman, 13C MAS NMR, TGA/DTG and HC microanalysis) have been employed to verify the OSDA integrity and occlusion inside the zeolite micropores as well as to quantify the water and OSDA loading. The 1H MAS NMR of the as-made occluded zeolite was compared with the spectra of TMDP and the recovered OSDA from the sample by extraction with water. The comparison indicated that TMDP was not structurally intact, indicating the chemical transformation of TMDP to imidazolinium homologues through the Hofmann degradation process. Furthermore, careful acidic breakdown of the aluminosilicate shell, covered on the zeolite samples by hydrofluoric acid, revealed that the remaining OSDA had been partially degraded to lower molecular weight ammonium salt, confirmed by 1H NMR and mass spectrometry measurements. A computational study was performed by using a force field based methodology, including accurate loading of water and OSDA in the zeolite (MFI and MOR) unit cells. The results show an important contribution of the presence of water. The samples with larger aging time (8 h and 24 h) incorporate less water and show partial TMDP degradation, whilst at the shortest aging time (2 h), there is a larger water content and TMDP remains intact. The larger accessible volume of MFI justifies that this is the dominant phase at short aging times (large water content) since it can accommodate a larger number of water molecules than MOR. The OSDA partial degradation also plays a role. At longer aging times the partial OSDA decomposition has been considered in the models by including TMDP + Imidaz, which is more stabilized by MOR, whilst at shorter aging times the only OSDA present, TMDP, is better stabilized by MFI.

関連文献

A molecular level study of complex formation between putidaredoxin and cytochrome P450 by scanning tunnelling microscopy

R. Mukhopadhyay, L. L. Wong, K. K. Lo, T. Pochapsky, H. A. O. Hill

2002-01-17 Paper

DOI: 10.1039/B108107A

Femtosecond velocity map imaging of dissociative ionization dynamics in CF3I

Wim G. Roeterdink, Maurice H. M. Janssen

2002-01-16 Paper

DOI: 10.1039/B107897F

Effects of surface tension and rotation on the Rayleigh–Taylor instability

A. H. A. Ayyad

2002-03-13 Paper

DOI: 10.1039/B106242P

Thermodynamics of thermal methods for rapid screening of combinatorial libraries

Michael J. Blandamer, Paul M. Cullis, Peter T. Gleeson

2002-02-01 Paper

DOI: 10.1039/B107646A

Experimental and theoretical study on the reaction Sc + NO → ScO + N

Gwang-Hi Jeung, Paul Luc, Raymond Vetter, Kyoung Hoon Kim, Yoon Sup Lee

2002-01-14 Paper

DOI: 10.1039/B107190D

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

アエポキシアビレーターONE酢酸エステルを含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

アエポキシアビレーターONE酢酸エステルを含む廃棄物は、焼却や専門廃棄処理が一般的です。具体的には、廃棄物は密閉容器に収集し、適切な温度と湿度の下で保存します。...

2484719-11-9a-Epoxyabiraterone A...
化合物よくある質問

4-ヒドロキシ但線を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

取り扱いには化学製品安全管理データシート(SDS)を参照してください。温度10℃以下で保存し、密閉容器に保管してください。漏れ時にはドラフトチャンバーを使用し、...

25714-71-04-Hydroxybutanal
化合物よくある質問

4-(3-環戊基尿素)フェノールボロネートはどの業界で使用されていますか?

4-(3-環戊基尿素)フェノールボロネートは主に医薬品産業で使用されています。この化合物は抗炎症薬や抗うつ薬の候補物質として研究されています。また、ポリマー産業...

874297-80-01-Cyclopentyl-3-[4-(...
化合物よくある質問

N~1~-[3-氯-5-(三氟甲基)-2-吡啶]-1,2-乙二胺の市場動向や研究トレンドはどうですか?

市場では、安全性と効果性を基にした化学物質の需要が高まっています。研究分野では、環境に優しい代替品の開発が進んでおり、その結果、この化合物の市場需要は減少傾向に...

219478-19-0N'-[3-chloro-5-(trif...
化合物よくある質問

6-硝基苯并二氢吡喃-4-酮についての法規ガイドラインは何ですか?

6-硝基苯并二氢吡喃-4-酮(CAS番号: 68043-53-8)は、GHS(統一化された化学品の危険性的分類と標識)で急性毒性第4クラスに分類されます。EUで...

68043-53-86-Nitro-2,3-dihydro-...
化合物よくある質問

5-(肼甲基)-2-甲基吡啶の主な用途は何ですか?

5-(肼甲基)-2-甲基吡啶は、主に医薬品の合成材料や農薬、及び一部の化学試薬として使用されています。

1016705-16-05-(Hydrazinomethyl)-...
化合物よくある質問

6-乙酰基-2(3H)-苯并噻唑酮は安全ですか?

安全性は化合物の使用方法によります。適切な取扱いと防護措置を講じれば、一定の安全性があります。ただし、吸入や皮膚への接触は避けてください。

133044-44-76-Acetyl-1,3-benzoth...
化合物よくある質問

3-メチル-6-(1-メチルヒドラジニル)ピリジジンはどの業界で使用されていますか?

3-メチル-6-(1-メチルヒドラジニル)ピリジジンは主に医薬品、ポリマー、センサー製造業界で使用されています。特に、医薬品産業では抗がん剤や抗真菌剤の候補物質...

175135-44-13-Methyl-6-(1-methyl...
化合物よくある質問

tert-butyl 5-oxo-2,6-diazaspiro[3.4]octane-2-carboxylateの物理化学的性質は何ですか?

tert-butyl 5-オキソ-2,6-ジアザスパイロ[3.4]オクタネ-2-カルボキサongyangはCAS番号1330765-39-3で、分子量は334....

1330765-39-32-Methyl-2-propanyl ...
化合物よくある質問

3-塩素メチルフェニル-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキソボロラノールは安全ですか?

3-塩素メチルフェニル-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキソボロラノールは、毒性が低いと考えられていますが、直接的な皮膚接触や吸入は避けるべきです...

1073353-44-22-[3-(Chloromethyl)p...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめ化合物

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。