Az utóbbi években széles körben tanulmányozták az átmenetifémtartalmú agyagásványok szintézismódszereit és katalitikus alkalmazásait. Az egyik legismertebb agyagásvány a montmorillonit, amely jelentõs duzzadóképességgel és kationcserélõ sajátsággal rendelkezik, ezért rétegközti terébe fémionok építhetõk be. A jelenlegi munka alacsony fémtartalmú, organofil Pd-montmorillonitok (Pd-M) elõállítását, valamint katalitikus tulajdonságaik aromás alkinek folyadékfázisú hidrogénezési reakcióiban történõtanulmányozását foglalja magába.

A katalizátorok szintézisének elsõ lépésében Pd(acac)₂ prekurzor kloroformos oldatát tetradecil-trimetil-ammónium-bromid kationos tenzid vizes oldatával szolubilizáltuk. Ezáltal micellás rendszer jött létre, amelynek hidrazinnal történõ redukciója nagy diszperzitású Pd részecskéket eredményezett. Az organofil Pd-M mintákat a fenti Pd-hidroszol Na-montmorillonit szuszpenzióhoz történõ adagolása révén nyertük. További vizsgálatok céljára a 0.1% (Pd-M1) és a 0.46% (Pd-M2) fémtartalmú mintákat használtuk fel, amelyek szerkezetét induktív csatolású plazma atomemissziós spektroszkópiával, röntgendiffrakcióval és elektronmikroszkópos mérésekkel tanulmányoztuk. A katalitikus tesztreakciókat automatizált folyadékfázisú hidrogénezõ berendezésben, atmoszférikus nyomáson, intenzív keverés alkalmazása mellett vizsgáltuk.
Az elektronmikroszkópos felvételek alapján megállapítottuk, hogy a fenti minták túlnyomó részben gömbszimmetrikus, 1-6 nm méretû, monodiszperz Pd-részecskéket tartalmaznak, bár Pd-M2 esetében néhány 6 nm-nél nagyobb aggregátum jelenlétét is kimutattuk. A redukált fémrészecskék monodiszperz tulajdonságát elsõsorban a minták alacsony fémtartalmára, továbbá a kationos tenzidmolekulák sztérikus stabilizáló hatására vezettük vissza. A Pd-M1 diszperzitása 36%, a Pd-M2 mintáé 24% volt.

A hidrofil agyagásvány alapú katalizátoroktól eltérõen a fenti organofil Pd-M minták szerves oldószerekben jól diszpergálhatók, ezért folyadékfázisú reakciókban kedvezõen tanulmányozhatók. Mindkét Pd-M minta jelentõs katalitikus aktivitást és sztereoszelektivitást mutatott 1-fenil-1-butin és 1-fenil-1-pentin hidrogénezési reakciójában, amelyben fõtermékként a cisz-alkén sztereoizomer képzõdött. Az átalakulásokban a Pd-M1 aktívabb, a Pd-M2 szelektívebb katalizátornak bizonyult, mivel az utóbbi mintán a reaktánsok túlhidrogénezése lényegesen kisebb mértékben fordult elõ. 1-Fenil-1-pentin átalakulásában a cisz-alkén képzõdésére vonatkozóan 85-88% sztereoszelektivitást állapítottunk meg. Tanulmányoztuk az oldószerhatást, a hõmérséklet hatását, valamint a reaktáns:Pd arány változtatásának szerepét a fenti reakciókban. A Pd-M katalizátorok hatékonyságának a Lindlar katalizátoréval történõ összehasonlítása alapján a Pd-M minták aktivitása lényegesen magasabbnak, sztereoszelektivitása pedig a Lindlar katalizátoréval összemérhetõnek bizonyult.

Teljes szöveg, ábrákkal: mastalir.zip