Влияние состава реакционной среды на структуру и сорбционные свойства мезопористых кремнеземов - Алина Сергеевна Хлуднева; Сергей Иванович Карпов (Сорбционные и хроматографические процессы, 2022)
Упорядоченные мезопористые кремнезёмы могут быть использованы как эффективные адсорбенты для выделения и очистки веществ различной полярности. Ранее было показано, что такие материалы являются перспективными для выделения и концентрирования полифенольных веществ. Однако систематическое рассмотрение влияния условий синтеза на сорбционные свойства кремнеземов не проводилось. В связи с этим целью настоящей работы явилось изучение влияния условий синтеза кремнеземов (аналогов МСМ-41, SBA-15) на их сорбцию полифенольных веществ.Разработаны способы синтеза мезопористых кремнезёмов золь-гель методом при варьировании источника силиката, природы шаблона, температуры образования золя. Рассмотрена роль состава растворителя этанол-вода и добавок кверцетина на мицеллообразование темплатов, а также структуру и свойства упорядоченных кремнеземов, полученных при их гидротермальном темплатном золь-гель синтезе.Методами низкотемпературной адсорбции/десорбции азота и ИК-спектроскопии изучено влияние добавок кверцетина на структуру и пористость синтетических аналогов SBA-15, МСМ-41 и МСМ-48. Отмечено существенное структурирующее и упорядочивающее действие молекул полифенольной добавки, в том числе на сорбционные свойства по отношению к флавоноидам. Показано, что увеличение температуры гидротермальной обработки способствует формированию матрицы кремнеземов с узким распределением пор по размеру, площадью поверхности выше 1500 м2/г и объемом пор более 1.0 см3/г. Более высокая степень упорядочения структуры с максимальной удельной площадью поверхности и объемом пор достигается при гидротермальном золь-гель синтезе аналогов МСМ-41 в присутствии полифенолов и этанола на стадии формирования золя.Рассмотрена сорбция в статических условиях кверцетина, +(-)катехина и нарингина синтезированными материалами. Проведено сопоставление сорбционных свойств кремнезёмов с их структурой и природой сорбционных центров. Отмечено, что синтез упорядоченных материалов с использованием неионогенного шаблона не приводит к изменению сорбционной емкости при варьировании температуры формирования золя и источника оксида кремния. В этом случае отсутствуют изменения сорбционной емкости при изменении удельной площади поверхности кремнезема. Установлено, что на сорбционную емкость в большей степени влияют природа сорбционных центров и их гидратация.