Zeolity – mikroporézní hlinitokřemičitany s třídimenzionální krystalickou mřížkou jsou sice veřejnosti málo známé (pouze jako přísada pracích prášků), ale představují jeden z klíčových materiálů moderní civilizace. Hliníkem bohaté zeolity jsou klíčové pro čištění a separaci plynů – výrobu dusíku pro syntézu čpavku, výrobu kyslíku pro ocelářství. Křemíkem bohaté zeolity představují nejpočetnější a nejdůležitější skupinu heterogenních katalyzátorů používaných v chemickém průmyslu (zpracování ropy, petrochemie, příprava základních surovin pro chemickou výrobu, eliminace oxidů dusíku).
Pro tak rozšířenou aplikaci zeolitických katalyzátorů je potřeba jejich masová produkce. Ta v současnosti probíhá hydrotermální syntézou, která je spojená se značným dopadem na životní prostředí (energetická náročnost, odpadní vody apod.). V nedávné době byl popsán alternativní způsob přípravy zeolitů pomocí mechanochemické aktivace, tj. mletím syntézní směsi před syntézou s minimálním množstvím vody. Tento postup je sice velmi výhodný z hlediska životního prostředí i ekonomiky, ale často nevede k cíli, krystalickému zeolitu požadované struktury.
Našemu týmu se podařilo vyvinout postup mechanochemicky aktivované syntézy zeolitu typu SSZ-13, jehož příprava je značně náročná, ale který je v současnosti užíván jako velmi perspektivní katalyzátor pro odstraňování oxidů dusíku z výfukových plynů. Tento způsob vede k výraznému zvýšení efektivity syntézy materiálu a potlačení jejích negativních dopadů. Dále se podařilo ukázat, že sofistikovaná a kontrolovaná aktivace pomocí kulového mlýnu je nejen vhodná pro průmyslovou aplikaci, ale umožňuje připravit typy zeolitů, u kterých byl mechanochemický způsob syntézy dosud neúspěšný.
Mechanochemical Pretreatment for Efficient Solvent-Free Synthesis of SSZ-13 zeolite
V. Pashkova, K. Mlekodaj, P. Klein, L. Brabec, R. Zouzelka, J. Rathousky, V. Tokarova, J. Dedecek, Chem. Eur. J., 25 (2019) 12068 – 12073.
Způsob výroby zeolitu SSZ-13 s mechanochemickou aktivací, V. Pashkova, K.Mlekodaj,J. Dedecek, V. Tokarova, patentová přihláška 2019.