J 2023

Non-hydrolytic sol-gel synthesis of zirconium phosphonates with controlled mesoporosity

MACHÁČ, Petr, Aleš STÝSKALÍK, Zdeněk MORAVEC a Jiří PINKAS

Základní údaje

Originální název

Non-hydrolytic sol-gel synthesis of zirconium phosphonates with controlled mesoporosity

Autoři

MACHÁČ, Petr (203 Česká republika, domácí), Aleš STÝSKALÍK (203 Česká republika, domácí), Zdeněk MORAVEC (203 Česká republika, domácí) a Jiří PINKAS (203 Česká republika, garant, domácí)

Vydání

Microporous and Mesoporous Materials, Elsevier, 2023, 1387-1811

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10402 Inorganic and nuclear chemistry

Stát vydavatele

Nizozemské království

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 5.200 v roce 2022

Kód RIV

RIV/00216224:14310/23:00131672

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

UT WoS

001074508200001

Klíčová slova anglicky

Zirconium phosphonates; Non-hydrolytic; Sol-gel; Silylamine elimination; Mesoporous; Hybrid; Xerogel; Surface area; Catalysis; Epoxide opening

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 18. 10. 2024 13:59, Ing. Jana Kuchtová

Anotace

V originále

We disclose the preparation of high-surface-area mesoporous zirconium phosphonates by the non-hydrolytic sol-gel reactions (NHSG) of Zr(NEt2)4 with trimethylsilylated phosphonates RP(O)(OSiMe3)2 (R = Me, tBu, Ph, OSiMe3), and bis-phosphonates (Me3SiO)2(O)P–X–P(O)(OSiMe3)2 (X = CH2, C6H4, CH2(C6H4)CH2, and CH2(C6H4)2CH2) in dry toluene under ambient pressure. Zirconium phosphonate xerogels are prepared by condensation reaction with the elimination of silylamine Me3SiNEt2. This irreversible reaction provides the amorphous xerogels and drives the formation of the porous structure. The influence of organic moieties bonded to phosphorus atoms on porosity was examined in this study. The final surface area of dried xerogels reached 720 m2 g−1 without any extra templating agent. Xerogels were characterized by 13C, 29Si, and 31P solid-state NMR to define atomic homogeneity and evidence the presence of organic phosphonate substituents and residual amido and trimethylsilyl groups. The amount of residual reactive groups was determined by gravimetric measurements and the thermal analysis (TG-DSC) method. These groups may be applied in post-synthetic surface modification, such as controlling the hydrophobic/hydrophilic properties. The catalytic properties of NHSG-prepared xerogels were tested on a model reaction of aminolysis of styrene oxide in a batch mode employing relatively bulky molecules. Products were identified and quantified by the 1H NMR spectroscopy. Catalyst performance parameters, such as selectivity, conversion, turnover frequency, and others, were exceeded compared to benchmark microporous layered zirconium phosphonate catalysts.

Návaznosti

GJ20-03636Y, projekt VaV
Název: Nové katalyzátory pro přípravu 1,3-butadienu z ethanolu
Investor: Grantová agentura ČR, Nové katalyzátory pro přípravu 1,3-butadienu z ethanolu
MUNI/A/1209/2022, interní kód MU
Název: Molekuly, komplexy, makrocykly a xerogely
Investor: Masarykova univerzita, Molekuly, komplexy, makrocykly a xerogely
MUNI/J/0007/2021, interní kód MU
Název: Tailored Catalysts for Carbon Dioxide Utilization
Investor: Masarykova univerzita, Tailored Catalysts for Carbon Dioxide Utilization, MASH JUNIOR - MUNI Award In Science and Humanities JUNIOR
90110, velká výzkumná infrastruktura
Název: CzechNanoLab
90127, velká výzkumná infrastruktura
Název: CIISB II