Characterization of heterogeneous single-site catalyst

Abstract

Diplomityön kirjallisuusosassa käsiteltiin kantajallisten metalloseenikatalyyttien karakterisointia alkuaineanalyyseillä sekä UV/Vis-, IR-, Raman- ja NMR- spektroskopioilla. Diplomityön kokeellisessa osassa tutkittiin metalloseenikatalyyttinäytteitä fysisorptio-, CO-kemisorptio-, DRIFTS- ja Raman- mittauksilla. Näytteinä olivat kaksi silikakantajaa, kolme kokatalyytillä (metyylialumiinioksaani, MAO) käsiteltyä silikakantajaa sekä kolme MAO:lla ja katalyyttikomplekseilla käsiteltyä silikakantajaa.

Fysisorptiomittauksilla havaittiin huokoskokojakaumien levenevän ja kokonaishuokostilavuuksien laskevan, kun silikakantajille oli lisätty 12 p-% MAO:a. Katalyyttikompleksien (1 p-%) lisääminen MAO:lla käsitellyille silikakantajille ei vaikuttanut merkittävästi näytteiden huokoskokojakaumiin tai kokonaishuokostilavuuksiin. Ominaispinta-alat muuttuivat käsittelyissä vaihtelevasti.

Yhdellä metalloseenikatalyyttinäytteellä tehdyssä CO-kemisorptiomittauksessa havaittiin, että CO:a sitoutui kemiallisesti näytteen pinnalle.

DRIFT-spektroskopialla havaittiin MAO:n reagoineen silikakantajien hydroksyyliryhmien kanssa. Kun MAO:lla käsiteltyä silikaa oli käsitelty katalyyttikomplekseilla, DRIFT- spektreihin ilmestyi muutamia pieniä uusia piikkejä. DRIFT-spektroskopialla tehdyissä CO-kokeissa ei havaittu CO:n muodostaneen katalyyttikompleksien kanssa yhdisteitä.

Raman-mittaukset tehtiin käyttäen 514, 633 ja 1064 nm lasereita. Käytettäessä 514 ja 633 nm lasereita spektreissä esiintyi voimakasta fluoresenssia ja kohinaa. Käytettäessä 1064 nm laseria spektreissä erottui useita piikkejä, jotka aiheutuivat pääosin MAO:sta. Ainoastaan yhden katalyyttinäytteen spektrissä oli mahdollisesti katalyyttikompleksista aiheutuneet kaksi heikkoa piikkiä.

Kaikilla työssä käytetyillä menetelmillä havaittiin MAO:sta aiheutuneet muutokset silikakantajissa. Kun MAO:lla käsiteltyjä silikakantajia oli käsitelty edelleen katalyyttikomplekseilla, havaitut muutokset olivat pieniä johtuen ilmeisesti katalyyttikompleksien pienistä pitoisuuksista näytteissä.