Projekti / Programi
01. januar 1999
- 31. december 2003
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.04.00 |
Naravoslovje |
Kemija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P360 |
Naravoslovno-matematične vede |
Anorganska kemija |
mikroporozni in mezoporozni materiali, zeoliti, molekulska sita, adsorbenti, katalizatorji, silikati, cementi, aerogeli, izolacijska sredstva, kompoziti, senzorji, rentgenska difrakcija, sinhrotronski izvori, anomalna disperzija, NMR spektroskopija, EXAFS
Raziskovalci (7)
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0104 |
Kemijski inštitut |
Ljubljana |
5051592000 |
20.929 |
Povzetek
Osnovne raziskave v zadnjih petih letih so potekale predvsem na razvoju sintez in karakterizaciji novih kristaliničnih zeolitnih in aluminofosfatnih mikroporoznih molekulskih sit. Modifikacija tridimenzionalnega ogrodja je potekala s substitucijami atomov kovin prehoda (predvsem Co(II), Zn(II) in Mn(II)) na mesti aluminija in/ali fosforja, modifikacija osnovne strukturne topologije pa z uporabo različnih organskih templatov in/ali specifičnih ionov (npr. fluoridnih). Raziskave so bile usmerjene predvsem v sintezo in karakterizacijo strukturnih tipov AlPO-11 in AlPO-34 ter njihovih s kovinami modificiranih analogov. Del raziskav smo usmerili tudi v študij osnovnih ter modificiranih cinkofosfatov z odprto strukturo. Določitve kristalnih struktur novih sintetiziranih faz so potekale z uporabo rentgenske difrakcije in NMR metod v trdnem stanju. Izpopolnili smo metodo anomalne disperzije in smo po mnenju strokovnjakov pri razvoju in uporabi te tehnike (na področju karakterizacije molekulskih sit) v svetu med vodilnimi. Nadaljnja usmeritev raziskovalnega dela programske skupine bodo osnovne raziskave, ki bodo še naprej potekale v smeri proučevanja visoko urejenih mikro- in mezoporoznih materialov, ki jih bomo nadgradili v več uporabniških smereh, kot so npr. fino dispergirani kovinski katalizatorji in elektrokemični senzorji. Raziskave bodo obsegale sinteze različnih strukturnih tipov alumino- in nekaterih drugih metalofosfatov, določitev specifičnih fizikalno-kemijskih lastnosti in karakterizacijo strukturnih lastnosti. Za sintezo materialov z večjimi porami bomo uporabili organokovinske koordinacijske spojine, ki doslej za sintezo metalofosfatov še niso bile uporabljene. Prvi rezultati kažejo na uspešno vgradnjo v medmrežne prostore. Za karakterizacijo novih materialov bomo uporabili difrakcijske metode, vključno z uporabo anomalne disperzije na sinhrotronskih izvorih rentgenskih žarkov. Strukturne določitve bodo potekale komplementarno z uporabo MAS NMR metod v trdnem agregatnem stanju in EXAFS spektroskopije. Na podlagi pridobljenih izkušenj pri sintezi mikroporoznih materialov bomo razvili nove nanokompozitne materiale z visoko urejeno strukturo, ki bodo primerni za matrike pri graditvi ogrodij z velikimi odprtinami. Vključevanje klastrov atomov ali molekul v matrike bo omogočilo vnaprejšnjo določitev in modulacijo fizikalno-kemijskih lastnoti pripravljenih materialov. V aplikativnih raziskavah bomo v naslednjem obdobju proučevali amorfne aerogele na osnovi silicijevega, aluminijevega ter cirkonijevega oksida, njihovih mešanic ter dopiranih oksidov z nekaterimi drugimi kovinami (skupaj s Pinusom iz Rač, Vitomarjem iz Lenarta in v sodelovanju s FKKT, Maribor ter Znanstvenoraziskovalnim središčem BISTRA, Ptuj) in mezoporozne kristalinične materiale kot nosilce fino dispergiranih kovinskih klastrov za uporabo v kovinsko kataliziranih kemijskih reakcijah. V sodelovanju s Silkemom iz Kidričevega bomo nadaljevali raziskave v sistemu tekočih in kristaliničnih silikatov, s Salonitom iz Anhovega pa bomo na področju cementov preučevali predvsem problematiko hidratacije in geliranja cementa za naftne vrtine.
Pomen za razvoj znanosti
Rezultati programa omogočajo ovrednotiti odgovore na vprašanja o temeljnih sinteznih pogojih in parametrih ter o njihovem vplivu na končni tip, naravo ter specifiko produktov. Identifikacija struktur, s posebnim poudarkom na karakterizaciji v ogrodje vključenih kovin, omogoča klasifikacijo uporabe materiala tako s fizikalno-kemijskega gledišča, kot tudi z vidika potencialne, mnogokrat specifične uporabe. Nove rezultate pričakujemo na področju sinteze in identifikacije struktur novih kristaliničnih zeolitnih analogov, pri študiju pogojev za modifikacijo ogrodja s kovinskimi ioni. Študij bo obsegal raziskave vključitev tistih kovinskih atomov v ogrodje, na katerih bi lahko potekale oksidacijsko-redukcijske reakcije in kataliziranje kemijskih reakcij, pogojenih s spremembami oksidacijskega stanja ionov.Uporabo predhodno karakteriziranih nanokompozitnih materialov vidimo predvsem na področju elektrokemijskih senzorjev za odkrivanje polutantov, tako v okolju, kot tudi v agrokompleksnih področjih.Nadaljnji pomen programa je v publiciranju in diseminaciji doseženih rezultatov ter sodelovanje z raziskovalnimi skupinami po svetu, ki je že doslej izjemno dobro razvito. Velik pomen imajo tudi priprave na projekte v okviru FP5 programa Evropske unije.
Pomen za razvoj Slovenije
V zadnjih letih smo v sodelovanju s sodelavci iz Silkema Kidričevo zaključili raziskovalno delo na tematiki kalcijevega silikata in slojnega natrijevega disilikata in oba produkta v letu 1996 uvedli v proizvodnjo. Prav tako smo s sodelavci tovarne Polident iz Volčje Drage na podlagi raziskav, ki so potekale v letih 1995 in 1996, izboljšali tehnološki postopek za proizvodnjo fosfatnih vložnih mas za vlivanje dentalnih zlitin in v letu 1997 uvedli spremembe v proizvodnjo. Rezultati sodelovanja s Salonitom Anhovo so raziskave faktorjev in pogojev, ki preprečujejo geliranje cementov za naftne vrtine. Poudarek je na študiju vsebnosti dodatkov v procesu hidratacije v visokotlačnem visokotemperaturnem kalorimetru (VVK).Ti rezultati uspešnega sodelovanja z industrijo kažejo, da je raziskovalno delo v programu povezano z aplikativnimi raziskavami, v nekaterih primerih pa temeljne in aplikativne raziskave prehajajo delno v razvojne raziskave. Sinteze ter karakterizacije kristaliničnih mikroporoznih zeolitnih in aluminofosfatnih produktov, uporabnih kot heterogeni katalizatorji so zanimivi za slovensko kemijsko industrijo, kar potrjuje neposreden interes podjetij. Izredno se povečuje zanimanje industrije za mezoporozne materiale in aerogele, ki so zaradi svoje velike notranje površine in izolacijskih sposobnosti primerni za adsorbente, nosilce katalizatorjev, pigmente in izolacijska sredstva. Zanimanje za aplikativne raziskave ter njihovo sofinanciranje s strani slovenskih podjetij potrjujeta aktualnost problematike ter ustrezen znanstveni pristop k programu raziskav ter definiranim ciljem raziskovalnega dela. Osnovne raziskave na programu omogočajo podiplomski študij na področju anorganske sinteze, rentgenske difrakcije in uporabe sinhrotronske radiacije ter MAS NMR spektroskopije vzorcev v trdnem agregatnem stanju..
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo
