catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2025-6-21-30catal-1209Research ArticleОБЩИЕ ВОПРОСЫ КАТАЛИЗАGENERAL PROBLEMS OF CATALYSISВлияние условий кристаллизации аморфного синтетического алюмосиликата на физико-химичеcкие свойства цеолита MCM-22The influence of crystallization conditions of amorphous synthetic aluminosilicate on the physicochemical properties of zeolite MCM-22ЖирноваЕ. Д.ZhirnovaE. D.ctls@kalvis.ruИсмагиловА. А.IsmagilovA. A.ctls@kalvis.ruТравкинаО. С.TravkinaO. S.ctls@kalvis.ruКутеповБ. И.KutepovB. I.ctls@kalvis.ruУфимский государственный нефтяной технический университет, УфаРоссияFederal Budgetary Educational Institution of Higher Education "Ufa State Petroleum Technological University"Russian FederationИнститут нефтехимии и катализа УФИЦ РАН, УфаРоссияInstitute of Petrochemistry and Catalysis - a separate structural division of the Federal State Budgetary Scientific Institution Ufa Federal Research Center of the Russian Academy of SciencesRussian Federation2025051220252562130Copyright © LLC "KALVIS", 20252025LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/1209

Разработан перспективный метод синтеза цеолита MCM-22 со степенью кристалличности ~100 % из синтетического алюмосиликата с мольным соотношением SiO2/Al2O3 ≈ 30. Исследовано влияние ключевых параметров процесса кристаллизации – содержания натрия (Na2O/Al2O3), структурообразующего агента (HMI/Al2O3) и добавления кристаллической затравки – на фазовый состав, морфологию, пористую структуру и адсорбционные свойства получаемого материала. Показано, что оптимальными условиями являются: Na2O/Al2O3 = 2,7; HMI/Al2O3 = 15; количество кристаллической затравки – 20 мас.%. При соблюдении этих условий достигается формирование фазовочистого цеолита MCM-22 с микромезопористой структурой и высокими значениями удельной поверхности (~410 м2/г) и адсорбционной емкости по воде, бензолу и н-гептану. Установлено, что увеличение содержания натрия или темплата приводит к образованию побочных фаз (морденит, ZSM-35, ферьерит) и снижению кристалличности. Полученные данные могут быть использованы для создания эффективных гранулированных катализаторов на основе MCM-22 без связующих веществ.

A promising method for preparing powdered zeolite MSM-22 with a degree of crystallinity close to 100% has been developed, which is based on the use of synthetic aluminosilicate as the main source of silicon and aluminum. The patterns of influence of crystallization conditions of synthetic aluminosilicate on the physicochemical characteristics of the resulting product have been established.

цеолит MCM-22кристаллизацияпористая структураморфологияиерархическая структурааморфный алюмосиликатzeolite MCM-22crystallizationporous structuremorphologyhierarchical structureamorphous aluminosilicateРабота выполнена в рамках государственного задания Института нефтехимии и катализа УФИЦ РАН (тема № FMRS-2022-0080). Структурные исследования проведены в Региональном Центре коллективного пользования «Агидель» УФИЦ РАН.This work was carried out as part of a state assignment for the Institute of Petrochemistry and Catalysis of the Ufa Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences (topic no. FMRS-2022-0080). Structural studies were conducted at the Agidel Regional Center for Collective Use of the Ufa Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences.ReferencesKulprathipanja S. Zeolites in Industrial Separation and Catalysis. Wiley-VCH, 2010. 618 p.Kulprathipanja S. Zeolites in Industrial Separation and Catalysis. Wiley-VCH, 2010. 618 p.Cejka J., Bekkum H., Corma A., Schueth F. Introduction to Zeolite Molecular Sieves. Amsterdam: Elsevier, 2007. 1094 p.Cejka J., Bekkum H., Corma A., Schueth F. Introduction to Zeolite Molecular Sieves. Amsterdam: Elsevier, 2007. 1094 p.Rinaldi R., Schuth F. // Energy & Environmental Science. 2009. V. 2. № 6. P. 610–626. https://doi.org/10.1039/b902668aRinaldi R., Schuth F. // Energy & Environmental Science. 2009. V. 2. № 6. P. 610–626. https://doi.org/10.1039/b902668aInternational Zeolite Association (IZA). http://www.iza-structure.org/ – дата обращения 25.12.2024.International Zeolite Association (IZA). http://www.iza-structure.org/ – дата обращения 25.12.2024.Yokoi T., Mizuno S., Imai H., Tatsumi T. // Dalton Trans. 2014. V. 43. № 27. P. 10584–10592. https://doi.org/10.1039/C4DT00352GYokoi T., Mizuno S., Imai H., Tatsumi T. // Dalton Trans. 2014. V. 43. № 27. P. 10584–10592. https://doi.org/10.1039/C4DT00352GGoergen S., Fayad E., Laforge S., Magnoux P., Rouleau L., Patarin J. // J. Porous Mater. 2011. V. 18. P. 639–650. https://doi.org/10.1007/s10934-010-9421-1Goergen S., Fayad E., Laforge S., Magnoux P., Rouleau L., Patarin J. // J. Porous Mater. 2011. V. 18. P. 639–650. https://doi.org/10.1007/s10934-010-9421-1Патент US 5085762, опубл. 1992.Патент US 5085762, опубл. 1992.Wu, P., Komatsu, T., Yashima, T. // Micropor. Mesopor. Mater. 1998. V. 22. P. 343–356. https://doi.org/10.1016/S1387-1811(98)00114-0Wu, P., Komatsu, T., Yashima, T. // Micropor. Mesopor. Mater. 1998. V. 22. P. 343–356. https://doi.org/10.1016/S1387-1811(98)00114-0Corma A., Martínez-Triguero J. // J. Catal. 1997. V. 165. P. 102–120. https://doi.org/10.1006/jcat.1997.1474Corma A., Martínez-Triguero J. // J. Catal. 1997. V. 165. P. 102–120. https://doi.org/10.1006/jcat.1997.1474Xing S.Y., Zhao Y.H., Wang T.F., Han M.H. // Catalysis Science & Technology. 2022. V. 12. № 23. P. 7190–7198. https://doi.org/10.1039/d2cy01530gXing S.Y., Zhao Y.H., Wang T.F., Han M.H. // Catalysis Science & Technology. 2022. V. 12. № 23. P. 7190–7198. https://doi.org/10.1039/d2cy01530gDegnan T.F., Smith C.M., Venkat C.R. // Applied Catalysis A: General. 2001. V. 221. P. 283–294. https://doi.org/10.1016/s0926-860x(01)00807-9Degnan T.F., Smith C.M., Venkat C.R. // Applied Catalysis A: General. 2001. V. 221. P. 283–294. https://doi.org/10.1016/s0926-860x(01)00807-9Perego C., Ingallina P. // Green Chem. 2004. V. 6. P. 274–279. https://doi.org/10.1039/b403277mPerego C., Ingallina P. // Green Chem. 2004. V. 6. P. 274–279. https://doi.org/10.1039/b403277mCorma, A., Martinez-Soria V., Schnoeveld E. // J. Catal. 2000. V. 192. P. 163–173. https://doi.org/10.1006/jcat.2000.2849Corma, A., Martinez-Soria V., Schnoeveld E. // J. Catal. 2000. V. 192. P. 163–173. https://doi.org/10.1006/jcat.2000.2849Патент RU 2825324, опубл. 26.08.2024Патент RU 2825324, опубл. 26.08.2024Жирнова Е.Д., Травкина О.С. // Современные молекулярные сита. 2024. Т. 6, № 1. С. 7–13. https://doi.org/10.53392/27130304_2024_6_1_7Жирнова Е.Д., Травкина О.С. // Современные молекулярные сита. 2024. Т. 6, № 1. С. 7–13. https://doi.org/10.53392/27130304_2024_6_1_7Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1984. 592 с.Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1984. 592 с.Koroglu H.J., Sarioglan A., Tatlier M., Erdem-Senatalar A., Savasci O.T. // J. Cryst. Growth. 2002. V. 241. P. 481–488. https://doi.org/10.1016/S0022-0248(02)01321-0Koroglu H.J., Sarioglan A., Tatlier M., Erdem-Senatalar A., Savasci O.T. // J. Cryst. Growth. 2002. V. 241. P. 481–488. https://doi.org/10.1016/S0022-0248(02)01321-0Lechert H., Kacirek H. // Zeolites. 1993. V. 13. № 3. P.192–200. https://doi.org/10.1016/S0144-2449(05)80277-5Lechert H., Kacirek H. // Zeolites. 1993. V. 13. № 3. P.192–200. https://doi.org/10.1016/S0144-2449(05)80277-5Phiriyawirut P., Magaraphan R., Jamieson A.M., Wongkasemjit S. // Micropor. Mesopor. Mater. 2003. V. 64. № 1–3. P. 83–93. https://doi.org/10.1016/S1387-1811(03)00502-XPhiriyawirut P., Magaraphan R., Jamieson A.M., Wongkasemjit S. // Micropor. Mesopor. Mater. 2003. V. 64. № 1–3. P. 83–93. https://doi.org/10.1016/S1387-1811(03)00502-XHu Y.F., Yang B., Hu L.J., Liu L.J. // Adv. Mater. Res. 2014. V. 898. P. 140–143. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.898.140Hu Y.F., Yang B., Hu L.J., Liu L.J. // Adv. Mater. Res. 2014. V. 898. P. 140–143. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.898.140Xie S., Liu S., Gao N., Li X., Gao Y., Liu K., Xu L. // New Journal of Chemistry. 2014. V. 38. № 6. P. 2514–2521. https://doi.org/10.1039/c3nj01532gXie S., Liu S., Gao N., Li X., Gao Y., Liu K., Xu L. // New Journal of Chemistry. 2014. V. 38. № 6. P. 2514–2521. https://doi.org/10.1039/c3nj01532gLawton S.L., Fung A.S., Kennedy G.J., Alemany L.B., Chang C.D., Hatzikos G.H., Woessner D.E. // J. Phys. Chem. 1996. V. 100. P. 3788–3798. https://doi.org/10.1021/jp952871eLawton S.L., Fung A.S., Kennedy G.J., Alemany L.B., Chang C.D., Hatzikos G.H., Woessner D.E. // J. Phys. Chem. 1996. V. 100. P. 3788–3798. https://doi.org/10.1021/jp952871e

The authors declare that there are no conflicts of interest present.