Badania strukturalne mezoporowatej krzemionki otrzymanej poprzez hydrolityczną polikondensację oktawodorooktasilseskwioksanu

• Autorzy: Kwaśny M.

Warianty tytułu

EN

Structural studies of mesoporous silica obtained by hydrolytical polycondensation of octahydridooctasilsesquioxane

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Mezoporowate materiały to obecnie jedna z najbardziej rozwijających się dziedzin. Materiały te charakteryzują się średnicą porów od 2 do 50 nm. Wśród nich najbardziej interesującą ze względu na swoje właściwości i zastosowanie (między innymi w katalizie, sorpcji, medycynie, fotowoltaice) jest mezoporowata krzemionka. Materiały te syntezuje się zazwyczaj przy użyciu tetraetoksysilanu, bądź tetrametoksysilanu oraz różnego rodzaju środków strukturyzujących. Wadą prowadzonej w ten sposób syntezy jest fakt, że przy usuwaniu surfaktantów lub templatów z otrzymanego materiału dochodzi do jego zanieczyszczenia grupami organicznymi. Dlatego też proponuje się inne rozwiązanie, mianowicie, otrzymanie mezoporowatej krzemionki bez użycia środków strukturyzujących poprzez hydrolityczną kondensacje oktawodorooktasilseskwioksanu, który przenosi swoje niezwykle obiecujące własności na powstały materiał. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań strukturalnych i porowatości mezoporowatej krzemionki otrzymanej w wyniku hydrolitycznej kondensacji.

EN

Mesoporous materials are nowadays one of the most developing fields. This type of materials contains pores with diameters between 2-50 nm. Among them the most interesting create mesoporous silica. because of its properties and applications (such as in catalysis, sorption, medicine, environmental control, photovoltaics). Mesoporous silicas were usually synthesized using tetraethoxysilane or tetramethoxysilan and various types of structuring agents. A disadvantage of such approach is the fact that obtained material may be contaminated with organic groups. Therefore, it is proposed different solution, obtaining mesoporous silica without the use of structuring agents, by hydrolytic polycondensation of octahydridooctasilsesquioxanes. Its properties are transferred on obtained material. In presented work there are showed structural research on obtained mesoporous silica.

Słowa kluczowe

PL

mezoporowata krzemionka; oktawodorooktasilseskwioksany; badania strukturalne

EN

mesoporous silica; octahydridooctasilsesquioxanes; structural studies

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 4
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Kwaśny M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki

Bibliografia

• [1] Mokaya R.: Mesoporous Materials, Synthesis and Properties, Encyclopedia of Physical Science and Technology (Third Edition), 2003, s. 369–381.
• [2] Sing K.S.W., Everett D.H., Haul R.A.W., Moscou L., Pierotti R.A., Rouquérol J., Siemieniewska T.: Reporting Physisorption Data For Gas/Solid Systems with Special Reference to the Determination of Surface Area and Porosity, IUPAC Recommendations, „Pure Appl. Chem.”, 57, 1985, s. 603–619.
• [3] Luque R., Balu A. M., Campelo J. M., Gracia M. D., Losada E., Pineda A., Romero A. A. i Serrano-Ruiz J. C.: Catalytic applications of mesoporous silica-based materials, „Catalysis”, 24, 2012, s. 253–280.
• [4] Puanngam M., Unob F.: Preparation and use of chemically modified MCM-41 and silica gel as adsorbents for Hg (II) ions, „J. Hazard. Mater.”, 154, 2008, s. 578–587.
• [5] Yang P., Gai S., Lin J.: Funtionalized mesoporous silica materials for controlled drug delivery, “Chem. Soc. Rev.”, 41(9), 2012, s. 3679–3698.
• [6] Scott B. J., Wirnsberger G., Stucky G.D.: Mesoporous and Mesostructured Materials for Optical Applications, “Chem. Mater.”, 13, 2001, s. 3140–3150.
• [7] Comes M., Marcos M.D., Martinez-Manez R., Sancenon F., Villaescusa L.A., Graefe A., Mohr G.J.: Hybrid functionalized mesoporous silica-polymer composites for enhanced analyte monitoring using optical sensors, „J. Mater. Chem.”, 18, 2008, s. 5815–5823.
• [8] Teng W., Wu Z., Feng D., Fan J., Wang J., Wei H., Song M., Zhao D.: Rapid and Efficient Removal of Microcystins by Ordered Mesoporous Silica, “Environ. Sci. Technol.”, 2013.
• [9] Giraldo L.F., Lo´pez B.L., Pe´rez L., Urrego S., Sierra L., Mesa M.: Mesoporous Silica Application, „Macromol. Symp.”, 258, 2007, s. 129–141.
• [10] Slowing I.I., Trewyn B.G., Giri S., Lin V. S.-Y., Mesoporous Silica Nanoparticles for Drug Delivery and Biosensing Applications, “Advanced Functional Materials”, 17, 8, 2007, s. 1225–1236.
• [11] Chiola V., Ritsko J.E., and Vanderpool C.D.: Process for producing low-bulk density silica, U.S. Patent 3556725, 1971.
• [12] Kresge C.T., Leonowicz M.E., Roth W.J., Vartuli J.C., Beck J.S.: Ordered mesoporous molecular sieves synthesized by a liquid-crystal template mechanism, “Nature”, 359, 710, 1992.
• [13] Beck J.S., Vartuli J.C., Roth W.J., Leonowicz M.E., Kresge C.T., Schmitt K.D., Chu C.T.-W., Olson D.H., Sheppard E.W., McCullen S.B., Higgins J.B., Schlenker J.L.: A New Family of Mesoporous Molecular Sieves Prepared with Liquid Crystal Templates, „J. Am. Chem. Soc.”, 114, 1992, s. 10834–10843.
• [14] Schumacher K., Ravikovitch P. I., Du Chesne A., Neimark AV., Unger K.K., Characterization of MCM-48 Materials, „Langmuir”, 16 (10), 2000, s. 4648–4654.
• [15] Wang L., Zhang J., Chen F., Synthesis of hydrothermally stable MCM-48 mesoporous molecular sieve at low cost of CTAB surfactant, „Microporous Mesoporous Mater.”, 122, (1–3), 2009, s. 229–233.
• [16] Pérez-Mendoza M., Gonzalez J., Wright P.A., Seaton N.A.: Structure of the mesoporous silica SBA-2, determined by a percolation analysis of adsorption, “Langmuir”, 20, (22), 2004, s. 9856–9860.
• [17] Huo Q., Margolese D.I., Stucky G.D.: Surfctant Control of Phases in the Synthesis of Mesoporous Silica-Based Materials, “Chem. Mater.”, 8, (5), 1996, s. 1147–1160.
• [18] Zhao D., Feng J., Huo Q., Melosh N., Fredrickson G.H., Chmelka B.F., Stucky G.D.: Triblock copolymer synthesis of mesoporous silica with periodic 50 to 300 angstrom pores, „Science”, 279, 1998, s. 548–552.
• [19] Tanev P.T., Pinnavaia T.J.: A neutral templating route to mesoporous molecular silica, „Science” 267, (5199), 1995, s. 865–867.
• [20] Yamamoto T., Tanaka T., Yoshida T.S.: Acidic Property of FSM-16, „J. Phys. Chem. B”, 102, 1998, s. 5830–5839.
• [21] Matos J.R., Kruk M., Mercuri L.P., Jaroniec M., Zhao L., Kamiyama T., Terasaki O., Pinnavaia T.J., Liu Y.: Ordered mesoporous silica with large cage-like pores: structural identification and pore connectivity design by controlling the synthesis temperature and time, „J. Am. Chem. Soc.”, 125, (3), 2003, s. 821–829.
• [22] Huang L, Yan X, Kruk M.: Synthesis of ultralarge-pore FDU-12 silica with face-centred cubic structure, Langmuir, 26, (18), 2010, s. 14871–14878.
• [23] Baney R.H., Itoh M., Sakakibara A., Suzuki T.: Silsesquioxanes, „Chem. Rev.”, 95, 1995, s. 1409-1430.
• [24] Cordes D.B., Lickiss P.D., Rataboul F.: Recent Developments in the Chemistry of Cubic Polyhedral Oligosilsesquioxanes, “Chem. Rev.”, 110, 2010, s. 2081–2173.
• [25] Zha J., Roggendorf H.: Sol-gel science, the physics and chemistry of sol-gel processing, Redagowany przez: Brinker C.J. i Scherer G.W. Academic Press, 908, Boston, 1990.
• [26] Handke M., Kowalewska A., Siloxane and silsesquioxane molecules – precursors for silicate materials, „Spectrochim. Acta Part A: Mol. Biomol. Spectrosc.”, 79, 2011, s. 749–757.
• [27] Kwaśny M., Kowalewska A., Wodnicka K., Handke M.: Mesoporous silica obtained by polycondensation of Octahydridooctasilsesquioxane, „J. Mat. Sci.”, 48, (15), 2013, s. 5188–5195.
• [28] Handke B., Jastrzębski W., Kwaśny M., Klita Ł., Structural studies of octahydridooctasilsesquioxane – H8Si8O12, „J. Mol. Struct.”, 1028, 2012, 68–72.
• [29] Brunauer S., Emmett P.H., Teller E. J.: Adsorption of gases in multimolecular layers, „J. Am. Chem. Soc.”, 60, 1938, s. 309–319.
• [30] Barrett E.P., Joyner L.G., Halenda P.P.: The determination of pore volume and area distribution in porous substances. I. Computations from nitrogen isotherms, „J. Am. Chem. Soc.”, 73, 1951, s. 373–380.
• [31] Efimov A.M., Quantitative IR Spectroscopy: Applications to Studying Glass Structure and Properties, „J. of Non-Cryst. Solids”, 203,1996, 1–11.
• [32] Gervais F., Blin A., Massiot D., Coutures J.P.: Infrared reflectivity spectroscopy of silicate glasses, „J. Non-Cryst. Solids”, 89, 3, 1987, 384–401.
• [33] Rouquerol J., Rouquerol F., Sing K.S.W.: Adsorption by Powders & Porous Solids, Academic Press San Diego CA, 1999.
• [34] De Boer J.H.: The structure and properties of porous materials, [w:] Everett DH, Stone FS (red). Proceedings of the 10th Symposium of the Colston Research Society, Butterworths 1958, s. 68–94.
• [35] Sing K.S.W., Williams R.T.: Physisorption hysteresis loops and the characterization of nanoporous materials, „Adsorpt. Sci. Technol.”, 22, (10), 2004, s. 773–782.