Zastosowanie tetrachlorku węgla do charakterystyki właściwości adsorpcyjnych uporządkowanych materiałów krzemionkowych MCM-48.

• Autorzy: Choma J. , Jaroniec M. , Klinik J.

Warianty tytułu

EN

Application of Carbon Tetrachloride for Characterizing the Adsorption Properties of Ordered Mesoporous MCM-48 Silica.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy omówiono możliwości wykorzystania tetrachlorku węgla do charakterystyki struktury porowatej 3D regularnych uporządkowanych materiałów krzemionkowych z rodziny MCM-48. Próbki materiałów MCM-48 zsyntezowano w temperaturze pokojowej, stosując jako wzorce surfaktanty kationowe - bromki alkilotrimetyloamoniowe o różnej długości łańcucha alkilowego zawierającego od 10 do 18 atomów węgla oraz tetraetoksysilan (TEOS) jako źródło krzemionki. Rzadko stosowana synteza MCM-48 w temperaturze pokojowej pozwoliła uzyskać materiały o dużej powierzchni właściwej i dużej objętości mezoporów. Na podstawie doświadczalnych izoterm adsorpcji tetrachlorku węgla zmierzonych w temperaturze 298 K wyznaczono całkowitą powierzchnię właściwą, całkowitą objętość porów, objętość pierwotnych mezoporów, funkcje rozkładu objętości porów oraz wymiar porów odpowiadający maksimum tych funkcji. Porównując parametry struktury porowatej materiałów MCM-48, uzyskane na podstawie adsorpcji CCl4, z parametrami uzyskanymi na podstawie adsorpcji N2, stwierdzono, że ten pierwszy adsorbat może być również z powodzeniem wykorzystywany do charakterystyki właściwości adsorpcyjnych uporządkowanych krzemionek i analogicznych materiałów. Badania wykazały, że materiały MCM-48 mogą być stosowane do pochłaniania substancji organicznych w procesie oczyszczania powietrza.

EN

This work is focused on the use of carbon tetrachloride for the characterization of ordered mesoporous MCM-48 silica (3D regular structure). A series of MCM-48 samples was synthesized at room temperature using cationic surfactants, alkyltrimethylammonium bromides with alkyl chains having from 10 to 18 carbon atoms, and tetraethylorthosilicate (TEOS) as silica source. It is noteworthy that the seldom used synthesis of MCM-48 at room temperature afforded materials with high surface area and large volume of mesopores. Experimental adsorption isotherms for carbon tetrachloride measured at 298 K were used to evaluate the total specific surface area, total pore volume, volume of primary mesopores, pore size distribution (PSD) and the pore width corresponding to the maximum of PSD. A comparison of adsorption parameters evaluated from adsorption data for CCl4 on the MCM-48 samples with those obtained from nitrogen data shows that CCl4 can be also used for the characterization of ordered mesoporous silica and related materials. This study shows that MCM-48 materials may be useful for the removal of organic vapors such as CCl4 from air.

Słowa kluczowe

PL

mezoporowate materiały krzemionkowe; MCM-48; sorpcja; struktura porowata

EN

mesoporous silica; MCM-48; sorption; porous structure

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 28, nr 1
• Strony: 3--6
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Choma J.

autor

Jaroniec M.

autor

Klinik J.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Chemii,

Bibliografia

• 1. J.S. BECK, J.C. VARTULI, W.J. ROTH et al.: A new family of mesoporous molecular sieves prepared with liquid crystal templates. J. Am. Chem. Soc., 1992, Vol. 114, pp. 10834–10843.
• 2. C.T. KRESGE, M.E. LEONOWICZ, W.J. ROTH et al.: Ordered mesoporous molecular sieves synthesized by a liquid-crystal template mechanism. Nature, 1992, Vol. 359, pp. 710–712.
• 3. M. KRUK, M. JARONIEC, R. RYOO, S.H. JOO: Characterization of MCM-48 silicas with tailored pore sizes synthesized via a highly efficient procedure. Chem. Mater., 2000, Vol. 12, pp. 1414–1421.
• 4. R. RYOO, S.H. JOO, J.M. KIM: Energetically favored formation of MCM-48 from cationic-neutral surfactant mixtures. Jourbal Phys. Chem. B, 1999, Vol. 103, pp. 7435–7440.
• 5. J. CHOMA, S. PIKUS, M. JARONIEC: Adsorption characterization of surfactant-templated ordered mesoporous silicas synthesized with and without hydrothermal treatment. Applied Surf. Sci., 2005 (in press).
• 6. P.J. BRANTON, P.A. REYNOLDS, A. STUDER, K.S.W. SING, J.W. WHITE: Adsorption of carbon tetrachloride by 3.4 nm pore diameter siliceous MCM-41: Isotherms and neutron diffraction. Adsorption, 1999, Vol. 5, pp. 91–96.
• 7. M. HAKUMAN, H. NAONO: A new method of calculating pore size distribution: analysis of adsorption isotherms of N2 and CCl4 for a series of MCM-41 mesoporous silicas. Journal Colloid Interface Sci., 2001, Vol. 241, pp. 127–141.
• 8. J. CHOMA, M. JARONIEC: Adsorpcyjne właściwości mezoporowatych materiałów krzemionkowych MCM-48 otrzymanych w temperaturze pokojowej przy użyciu matryc alkilotrimetyloamoniowych. Mat. XII Forum Zeolitowego, Ciążeń, 19-23 czerwca 2005, s. 77–83.
• 9. J. KLINIK: Tekstura porowatych ciał stałych. AGH, Ośrodek Edukacji Niestacjonarnej, Kraków 2005.
• 10. S.J. GREGG, K.S.W. SING: Adsorption, Surface Area and Porosity, Academic Press, London 1991.
• 11. J. CHOMA, M. JARONIEC: Powierzchniowe i strukturalne właściwości niemodyfikowanych i modyfikowanych żeli krzemionkowych. Ochrona Środowiska, 2000, nr 2, ss. 3–8.
• 12. E.P. BARRETT, L.G. JOYNER, P.P. HALENDA: The determination of pore volume and area distributions in porous substances. I. Computations from nitrogen isotherms. Journal Am. Chem. Soc., 1951, Vol. 73, pp. 373–380.
• 13. M. KRUK, M. JARONIEC, A. SAYARI: Application of large pore MCM-41 molecular sieves to improve pore size analysis using nitrogen adsorption measurements. Langmuir, 1997, Vol. 13, pp. 6267–6273.