Ζεόλιθοι και σύμπλοκα: σύνθεση και χαρακτηρισμός τροποποιημένων ζαόλιθων με ιονανταλλαγή σύμπλοκων d-στοιχείων (Cu, Co, Ni, Cd, Zn): μελέτη της διάχυσης των σύμπλοκων

Abstract

THIS THESIS INCLUDES THE FOLLOWING SUBJECTS: A) ION-EXCHANGE OF TRANSITION METAL IONS (CU, CO, NI, CD, ZN) AND THEIR AMMONIACAL COMPLEXES IN ZEOLITES OF NAX, NAA AND CAA TYPE. B) APPLICATION OF THE X-RAY DIFFRACTION TECHNIQUE TO TEST ION-EXCHANGED ZEOLITES FOR BREAKDOWN OF THEIR STRUCTURE. C) SAMPLE ANALYSIS. D) SPECTROPHOTOMETRIC METHOD FOR RATE DETERMINATION OF ION-EXCHANGE. PROCESS IN A FLOW SYSTEM. E) CALCULATION OF DIFFUSION COEFFICENTS FROM ION-EXCHANGE RATE CURVES. F) APPLICATION OF I.R. SPECTROSCOPY FOR DETECTING COMPLEXES INTO ZEOLITES. G) CUPRAMMINE ION-EXCHANGED NAX ZEOLITE AND CRYSTAL STRUCTURE ANALYSIS. IT WAS PRIMARY INTENTED BY THIS THESIS, TO ELUCIDATE THE ION-EXCHANGE PROCESS OF THE METAL ION COMPLEXES IN ZEOLITES. THE RESULTS OBTAINED, SHOWED THAT DURING THE PROCESS OF ION-EXCHANGE IN NAX ZEOLITES, THE METAL ION COMPLEX IS DIFFUSED AS A COMPLEX, WHILE IN NAA AND CAA ZEOLITES THE DIFFUSION WAS FOUND TO BE ACTIVATED. FURTHERMORE, A "SQUEEZING EFFECT" IS OBSERVED IN CAA ZEOLITE. THE CUPRAMMINE EXCHANGED NAX ZEOLITE IS INVESTIGATED FOR SITE OCCUPANCY BY THE CUPRAMMONIUM IONSUSING THE HEAVY ATOM APPROXIMATION PROCEDURE AND IT IS FOUND THAT THE CUPRAMMINE SPECIES ARE LOCATED IN I'(U) SITE. THE SITE OF LOCALIZATION OF THE METAL IONCOMPLEX IN THE ZEOLITIC STRUCTURE DEPENDS ON THE SIEVING EFFECT, AS WELL AS ONTHE INTERACTIONS TO THE ZEOLITIC OXYGENS OF THE CHANNEL WALLS.

Η ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΠΕΡΙΛΑΜΒΑΝΕΙ: Α) ΙΟΝΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ΖΕΟΛΙΘΩΝ ΝΑΧ,ΝΑΑ ΚΑΙ CAA ΜΕ ΜΕΤΑΛΛΟΙΟΝΤΑ D-ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ (CU, CO, NI, CD, ZN), ΚΑΘΩΣ ΚΑΙ ΜΕ ΣΥΠΛΟΚΑ ΑΥΤΩΝ ΜΕ ΑΜΜΩΝΙΑ. Β) ΔΙΑΠΙΣΤΩΣΗ ΤΗΣ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΤΗΣ ΔΟΜΗΣ ΤΩΝ ΙΟΝΑΝΤΑΛΛΑΓΜΕΝΩΝ ΖΕΟΛΙΘΩΝ ΜΕ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑΣ ΑΚΤΙΝΩΝ-Χ. Γ) ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ. Δ) ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΤΩΝ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ ΙΟΝΑΝΤΑΛΛΑΓΗΣ ΜΕ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΜΙΑΣ ΦΑΣΜΑΤΟΦΩΤΟΜΕΤΡΙΚΗΣ ΜΕΘΟΔΟΥ ΣΕΣΥΣΤΗΜΑ ΡΟΗΣ. Ε) ΕΞΑΓΩΓΗ ΤΩΝ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΩΝ ΔΙΑΛΥΣΗΣ ΑΠΟ ΤΙΣ ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΙΟΝΑΝΤΑΛΛΑΓΗΣ. ΣΤ) ΔΙΑΠΙΣΤΩΣΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗΣ ΤΩΝ ΣΥΜΠΛΟΚΩΝ ΜΕΣΑ ΣΤΟΥΣ ΖΕΟΛΙΘΟΥΣ ΜΕ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑΣ I.R. Ζ) ΕΞΑΚΡΙΒΩΣΗ ΤΗΣ ΘΕΣΗΣ ΚΑΙ ΔΟΜΗΣ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΟΚΟΥ ΧΑΛΚΟΥ-ΑΜΜΩΝΙΑΣ ΕΝΤΟΣ ΤΟΥ ΖΕΟΛΙΘΙΚΟΥ ΣΚΕΛΕΤΟΥ ΝΑΧ. ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ ΗΤΑΝ Η ΔΙΕΥΚΡΙΝΙΣΗ ΤΟΥ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥ ΙΟΝΑΝΤΑΛΛΑΓΗΣ ΤΩΝ ΣΥΜΠΛΟΚΩΝ ΜΕΤΑΛΛΟΙΟΝΤΩΝ, ΜΕΣΑ ΣΤΟΥΣ ΖΕΟΛΙΘΟΥΣ. ΤΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΕΔΕΙΞΑΝ ΟΤΙ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΙΟΝΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ΣΤΟΥΣ ΖΕΟΛΙΘΟΥΣ ΝΑΧ, ΤΟ ΙΟΝ ΜΕΤΑΚΙΝΕΙΤΑΙ ΣΑΝ ΣΥΜΠΛΟΚΟ, ΕΝΩ ΣΤΟΥΣ ΖΕΟΛΙΘΟΥΣ ΝΑΑ ΚΑΙ CAAΕΧΟΥΜΕ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΜΕΝΗ ΔΙΑΧΥΣΗ. ΕΠΙΠΛΕΟΝ ΣΤΟΝ ΖΕΟΛΙΘΟ CAA ΕΜΦΑΝΙΖΕΤΑΙ ΤΟ: "SQUEEZING EFFECT". Η ΘΕΣΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΟΚΟΥ ΜΕΣΑ ΣΤΟΝ ΖΕΟΛΙΘΟ ΕΞΑΡΤΑΤΑΙ ΑΠΟ ΤΟ ΜΕΓΕΘΟΣ ΤΟΥ (ΜΕΓΕΘΟΣ ΚΑΙ ΑΡΙΘΜΟΣ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΤΩΝ), ΚΑΘΩΣ ΚΑΙ ΑΠΟ ΤΙΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΜΕ ΤΑ ΤΟΙΧΩΜΑΤΑ ΤΟΥ ΖΕΟΛΙΘΙΚΟΥ ΣΚΕΛΕΤΟΥ. Η ΘΕΣΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΟΚΟΥ ΜΕΤΑΛΛΟΙΟΝΤΟΣ ΧΑΛΚΟΥ-ΑΜΜΩΝΙΑΣ ΕΝΤΟΣ ΤΟΥ ΖΕΟΛΙΘΙΚΟΥ ΣΚΕΛΕΤΟΥ ΝΑΧ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΤΗΚΕ ΑΚΟΛΟΥΘΩΝΤΑΣ ΤΗΝ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ "ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗΣ ΒΑΡΕΩΣ ΑΤΟΜΟΥ". ΤΑ ΣΥΜΠΛΟΚΑ ΜΕΤΑΛΛΟΙΟΝΤΑ ΕΝΤΟΠΙΖΟΝΤΑΙ ΣΤΗΝ ΘΕΣΗ Ι'(U) ΠΟΥ ΒΡΙΣΚΕΤΑΙ ΚΟΝΤΑ ΣΤΟ ΚΕΝΤΡΟ ΤΟΥ Β -ΚΛΩΒΟΥ ΤΟΥ ΖΕΟΛΙΘΟΥ.