V současné době představuje velmi závažný problém především v městských oblastech vysoká úroveň znečištění vzduchu oxidy dusíky (tzv. NOx). V urbanizovaných oblastech představuje hlavní zdroj emisí automobilová doprava, která je jako zdroj o to závažnější, že k emisím NOx dochází v přízemní vrstvě atmosféry, ve které se pohybují lidé. Zatímco odstraňování NOx ze spalin zážehových (benzínových) motorů představuje v současnosti technický problém pouze při kombinaci s vysokými nároky na současnou minimalizaci emisí CO2 jako skleníkového plynu, technologie pro čištění výfukových plynů z dieselových (naftových) motorů představuje podstatně větší problém a zatím nejsou zcela uspokojivě zvládnuty. V současnosti je v případě čištění dieselových spalin používána metoda selektivní katalytické redukce oxidů dusíku čpavkem pomocí katalyzátoru na bázi zeolitu ZSM-5.
Zeolity jsou složité hlinitoktřemičitany s třídimenzionální krystalovou mřížkou tvořené převážně tetraedry SiO4 spojenými přes své vrcholy. Na rozdíl od křemene jsou ale atomy v zeolitech uspořádány tak, že vzniklý materiál je porézní, póry velikostí odpovídají menším molekulám a díky tomu, že jsou zeolity krystalické, kanálová struktura je pravidelná. Různé uspořádání SiO4 tetraedrů pak poskytuje celou řadu různých struktur s různou velikostí a uspořádáním kanálů nebo propojených dutin. Díky tomu je většina SiO4 tetraedrů přístupná na povrchu kanálů a zeolity mají velmi velký vnitřní povrch (250 – 500 m2/g). Protože jsou zeolity hlinitokřemičitany, část tetraedrů ve struktuře zeolitu ale nepředstavují SiO4 ale AlO4– tetraedry, které mají negativní náboj. Ten musí být kompenzován pozitivním nábojem kationtu umístěným mimo krystalovou mřížku zeolitu, který pak může hrát roli katalytického centra. V případě zeolitů používaných jako katalyzátory pro eliminaci oxidů dusíku je tímto kationtem, na kterém probíhá redukce NOx kationt mědi.
V případě spalin dieselových motorů představuje značný technický problém tvorba uhlíkatých úsad v katalyzátoru. Ty musí být občas odstraněny vypálením za vysoké teploty, které ale výrazně snižuje životnost katalyzátoru. Velmi výhodným řešením tohoto problému se jeví příprava deNOx katalyzátoru na základě zeolitu SSZ-13. Tento materiál má tak malé vstupní vstupy do kanálového systému, že do něj mohou vstoupit molekuly NO a NO2 a čpavku, ale už ne velké molekuly nespálených uhlovodíků tvořících naftu. Je tak možné eliminovat tvorbu uhlíkatých úsad a připravit deNOx katalyzátor s velkou účinností a životností.
Vzhledem k tomu, že zeolit SSZ-13 je relativně nový typ zeolitu, jeho syntéza je stále otevřená pro vývoj nových, výhodnějších postupů přípravy. Našemu týmu se podařilo vyvinout sadu syntézních postupů, umožňujících snadnou a efektivní přípravu tohoto materiálu s využitím nových typů výchozích surovin.
https://isdv.upv.cz/webapp/resdb.print_detail.det?pspis=PT/2017-832&plang=CS
Způsob výroby zeolitu SSZ-13, K. Mlekodaj, V. Pashkova, J. Dědeček, V. Tokarová, patent CZ 307576.