Controlling transport and sorption rates of binary mixtures of alkanes and aromatics by surface modification of zeolites

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Zeolithe wirken als Molekularsiebe und können Aromaten wie alkyl-substituierte Benzol Moleküle über ihren kinetischen Durchmesser trennen. Durch eine gezielte Modifikation der Zeolithe während oder nach der Synthese können die Sorptions- und Diffusionsraten für die jeweiligen Reaktantmoleküle maßgeschneidert angepasst werden. Eine weitere Möglichkeit zur Kontrolle der Transporteigenschaften stellt die Abscheidung einer strukturierten, mesoporösen Oberflächenschicht dar, die eine Trennung von Molekülen aufgrund ihrer Größe in der Gasphase ermöglicht und somit ein weites Feld von Möglichkeiten zur transportkontrollierten Trennung und Katalyse eröffnet. In diesen Materialien kann für Moleküle mit einem Durchmesser in der Gasphase unterhalb des Porendurchmessers der Mesoporen der Transportvorgang beschleunigt und für größere Moleküle verlangsamt werden. Während für die relativ unflexiblen Aromaten die Kontrolle von Sorption und Diffusion durch Modifikation der externen Oberflächen bereits untersucht wurde, soll im vorliegenden Projekt dieses Konzepts auf Diffusion und Transport substituierten Aromaten und linearen/verzweigten Alkanen ausgebaut werden. Durch die Untersuchung von Zeolithen mit ein- zwei- und dreidimensionalen Porensystemen, die durch Abscheidung, kontrollierten Entfernung der Si- Atome modifiziert sowie durch Synthese mittels Exo-Templaten hergestellt wurden soll das Konzept der kinetisch kontrollierten Oberflächentransportvorgänge auf Mischungen substituierten Aromaten und Alkanen angewendet werden. Durch eine Steuerung der Porosität in der Oberflächenschicht oder im gesamten Zeolithpartikel sollen die Transportraten kontrolliert und neue Materialen für Trennung und formselektive Reaktionen von Aromaten und Alkanen entwickelt werden.