Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η σύνθεση περιοδικά οργανωμένων μεσοπορωδών πλεγμάτων, τα οποία αποτελούνται από 11-πυριτιο-βολφραμικές πολυοξομεταλλικές πλειάδες ([SiW11O39]8− ή SiW11) και οργανικούς συνδέσμους 1,2-bis(triethoxysilyl) ethane (BTSE). Η ανάπτυξη αυτών των υλικών (SiW11/MES) πραγματοποιήθηκε μέσω υδρόλυσης-πολυμερισμού (sol-gel) των ενώσεων BTSE με οργανικά-τροποποιημένες πολυοξομεταλλικές πλειάδες [SiW11O39{O(Si(OH)2C2H4 Si(OH)3)2}]4- παρουσία επιφανειοδραστικών μορίων Pluronic Ρ123 (EO20PO70EO20; EO = αιθυλενοξείδιο, PO = προπυλενοξείδιο) σε όξινο διάλυμα. Πειράματα περίθλασης ακτίνων-Χ (XRD), ηλεκτρονικής μικροσκοπίας διέλευσης (ΤΕΜ) και ποροσιμετρίας αζώτου έδειξαν μια οργανωμένη μεσοδομή με μεγάλη εσωτερική επιφάνεια και ομοιόμορφους πόρους. Επίσης, η μοριακή δομή Keggin των πολυοξομεταλλικών συμπλόκων SiW11 που ενσωματώνονται στο υβριδικό πλέγμα επιβεβαιώθηκε με στοιχειακή ανάλυση ενεργειακού διασκορπισμού ακτίνων-Χ (EDS) και φασματοσκοπία υπερύθρου (FT-IR), ορατού-υπεριώδους (UV/vis) και φασματοσκοπία Raman. Καταλυτικές μελέτες έδειξαν ότι τα υλικά αυτά εμφανίζουν εξαιρετική δραστικότητα στη φωτοκαταλυτική οξείδωση διαφόρων para-υποκατεστημένων βενζυλο-αλκοολών και 1-φαίνυλο-αιθανολών προς τις αντίστοιχες αλδεΰδες και κετόνες κάτω από ακτινοβολία ορατού-υπεριώδους (λ > 360 nm), χρησιμοποιώντας μοριακό οξυγόνο ως οξειδωτικό. Τα νέα αυτά οργανο-πολυοξομεταλλικά πλέγματα, τα οποία παρουσιάζουν υψηλό ποσοστό καταλυτικών κέντρων, υψηλή ειδική επιφάνεια και οργανωμένη πορώδη δομή, αποδεικνύονται να είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικά στην φωτοκαταλυτική οξείδωση άρυλο αλκοολών με μοριακό οξυγόνο.
(EL)
In the present thesis work, we present the synthesis of mesoporous framework materials comprising lacunary 11-silicotungstate ([SiW11O39]8− or SiW11) polyoxometalate clusters covalently connected by ethane-bridged silsesquioxane linkers through a block copolymer-templated cross-linking polymerization of 1,2-bis(triethoxysilyl)ethane (BTSE) in acid solution. Structural characterization by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and nitrogen porosimetry showed a well-organized mesostructure with large internal surface area and uniform pores. Also, the molecular structure of Keggin polyoxometalate anions SiW11 incorporated in the hybrid matrix, was confirmed by elemental X-ray microanalysis (EDS) and infrared (FT-IR), ultraviolet-visible (UV/vis) and Raman spectroscopy. Catalytic studies demonstrated that these new hybrid materials, which exhibit a high density of catalytic sites, large pore surface and ordered pore structure, are shown to be highly effective in the photocatalytic oxidation of aryl alcohols. They exhibit excellent activity and chemical stability in the photocatalytic oxidation of various para-substituted benzyl-alcohols and 1-phenyl-ethanols to the corresponding aldehydes and ketones, respectively, under UV-visible (λ > 360 nm) light irradiation, using molecular oxygen as oxidant.
(EN)
