Aplications of hydrogenation catalysts prepared by reductive demetalation of zeolites

• Thesis title in Czech: Aplikace hydrogenačních katalyzátorů připravených reduktivní demetalací zeolitů
• Thesis title in English: Aplications of hydrogenation catalysts prepared by reductive demetalation of zeolites
• Key words: Katalýza, hydrogenace, hydrogenolýza, zeolit, reduktivní demetalace, železo, měď, zinek
• English key words: Catalysis, hydrogenation, hydrogenolysis, zeolite, reductive dematalation, iron, copper, zinc
• Academic year of topic announcement: 2021/2022
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: angličtina
• Department: Department of Physical and Macromolecular Chemistry (31-260)
• Supervisor: Ing. Jan Přech, Ph.D.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 18.10.2021
• Date of assignment: 12.11.2021
• Confirmed by Study dept. on: 12.11.2021
• Date of electronic submission: 17.05.2023
• Date of proceeded defence: 30.05.2023
• Opponents: doc. Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D.

Preliminary scope of work

Předmětem diplomové práce bude výzkum katalytických vlastností kompozitních materiálů připravených reduktivní demetalací zeolitů s obsahem zinku, železa a případně dalších kovů v mřížkových polohách. Katalyzátory budou porovnány s jejich obdobami připravenými klasickými postupy, zejména iontovou výměnou a impregnací. Katalyzátory obsahující nanočástice (popř. clustery) Zn-Cu, Fe-Cu a případně další kombinace kovů v kanálech zeolitového nosiče (s obsahem Al a bez něj) budou testovány v reakcích konkurenční hydrogenace různých funkčních skupin (C=C dvojná vazba vs. C=O dvojná vazba vs. C=N dvojná vazba a hydrogenolýza esterů dikarboxylových kyselin s cílem dosáhnout intramolekulární esterifikace po hydrogenolýze pouze jedné ze skupin). Cílem práce je zmapování katalytických vlastností zmíněných kompozitních materiálů zejména s aktivní fází na bázi Zn-Cu a dále nalezení katalyzátoru, pomocí kterého bude možné provést hydrogenolýzu kyseliny jablečné na hydroxy-gamma-butyrolaktony.

Preliminary scope of work in English

The scope of the thesis will be investigation of catalytic properties of composite materials prepared by reductive demetallation of zeolites containing zinc, iron and possibly other metals in framework positions. The catalysts will be compared with similar ones prepared by conventinal approaches, namely ion exchange and impregnation. The catalysts containing nanoparticles (or clusters) of Zn-Cu, Fe-Cu and possibly other combinations of metals, in the zeolite channels will be tested in competitive hydrogenation of different functional groups. The main aim of the thesis is to describe catalytic properties of the above composite materials, in particular with Zn-Cu active phase and possibily finding a catalyst, which will be able to transform malic acid to hydroxy-gamma-butyrolactones by meas of partial hydrogenolysis and subsequent transesterification.