Сравнение адсорбционных свойств мезопористых кремнеземов, допированных диспрозием, модифицированных медью и серебром, методом обращенной газовой хроматографии
Аннотация
Темплатный синтез является перспективным методом получения мезопористых кремнеземов, позволяющий контролировать диаметр пор и площадь поверхности МСМ, благодаря значительной площади поверхности (700-1500 м2/г). Варьировать избирательность поглощения веществ возможно за счет жесткой структуры неорганической матрицы, доступности пор для проникновения объемных молекул органических веществ, а также возможность модифицирования материалов. Работы послед-них лет посвящены исследованиям в области получения новых мезопористых материалов, допиро-ванных редкоземельными элементами, материалов с особыми, малоизученными свойствами. Ранее авторами статьи были изучены адсорбционные свойства мезопористого силикагеля, допированного диспрозием и модифицированного никелем и установлено, что встраивание диспрозия в структуру материала изменяет адсорбционные свойства кремнезема.
Целью работы являлось сравнение адсорбционных свойств синтезированных мезопористых силикагелей, допированных диспрозием и модифицированных медью и серебром.
Темплатным методом синтезированы два образца мезопористого кремнезема: мезопористый кремнезем, допированный диспрозием и модифицированный медью (Dy-Cu/MC) и мезопористый кремнезем, допированный диспрозием и модифицированный серебром (Dy-Ag/MC).
Текстурные и морфологические свойства образцов исследованы методами низкотемператур-ной адсорбции-десорбции азота, сканирующей электронной микроскопии, рентгенофазового анализа, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и рентгенофлуоресцентного анализа. Установ-лено, что введение диспрозия в структуру кремнеземного мезопористого материала приводит к уменьшению площади его поверхности с 600 до 514 м2/г. Синтезированные образцы характеризуются средним диаметром пор 3.4-7.2 нм. Синтезированный образец Dy-Ag/MС характеризуется наиболь-шим удельным объемом пор 2.3 см3/г.
Методом обращенной газовой хроматографии получены термодинамические характеристики адсорбции (дифференциальная теплота адсорбции и изменение стандартной дифференциальной мо-лярной энтропии при адсорбции) для тестовых органических соединений. Установлено, что допиро-вание и последующее модифицирование приводит к изменениям теплот адсорбции для соединений склонных к различным типам специфических взаимодействий. Сравнивая адсорбционные свойства синтезированных образцов, можно сделать вывод, что Dy-Cu/MC проявляет наиболее ярко выражен-ные адсорбционные свойства по отношению к исследованным полярным тестовым соединениям. На образце Dy-Cu/MC метанол адсорбируется с большей теплотой, чем этанол, что, вероятно, обуслов-ливается низким значением объема пор образца.
Скачивания
Литература
Ahn Y., Kwak S.-Y., Microporous and Mesoporous Materials, 2020, Vol. 306, P. 110410. DOI: 10.1016/j.micromeso.2020. 110410
Gupta R., Gupta S.K., Pathak D.D., Mi-croporous and Mesoporous Materials, 2019, Vol. 288, Article 109577. DOI: 10.1016/j.micromeso.2019.109577
Hachemaoui, M., Boukoussa, B., Mokhtar, A., Mekki, A. et al., Materials Chemistry and Physics, 2020, Vol. 256, P. 123704. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2020.123704
Tan P., Jiang Y., Qi S.-C., Gao X.-J. et al., Engineering, 2020, Vol. 6, pp. 569-576. DOI: 10.1016/j.eng.2020.03.005
Fedorova I.A., Shapovalova E.N., Staroverov S.M., Shpigun O.A., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2015, Vol. 15, No 5, pp. 769-775
Al-Fatesh A.S., Hanan atia, Ibrahim A.A., Fakeeha A.H. et al., Renewable Energy, 2019, Vol. 140, p. 658. DOI: 10.1016/j.renene.2019.03.082
Zhu J., Peng X., Yao L., Shen J. et al., In-ternational Journal of Hydrogen Energy, 2011, Vol. 36, pp. 7094-7104. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2011.02.133
Zuo S., Wang X., Yang P., Qi C., Catalysis Communications, 2017, Vol. 94, pp. 52-55. DOI: 10.1016/j.catcom.2017.02.017
Zhan W., Lu G., Guo Y., Guo Y., Wang Y., Journal of rare earths, 2008, Vol. 26, pp. 59-65. DOI: 10.1016/S1002-0721(08)60038-1
Han Y, Wen B, Zhu M, Dai B, Journal of Rare Earths, 2018, Vol. 36, pp. 367-373. DOI: 10.1016/j.jre.2017.07.016
Budi C.S., Deka J.R., Saikia D., Kao H.-M. et al., Journal of Hazardous Materials, 2020,
Vol. 384, Article 1212700. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2019.121270
Dening T.J., Zemlyanov D., Taylor L.S., Journal of Controlled Release, 2019, Vol. 309, pp. 186-199. DOI: 10.1016/j.jconrel.2019.06.028
O'Connor A.J., Hokura A., Kisler J.M., Shimazu S. et al., Separation and Purification Technology, 2006, Vol. 48, pp. 197-201. DOI: 10.1016/j.seppur.2005.07.007
Karpov S.I., Ressner F., Selemenev V.F., Gul'bin S.S. et al., Sorbtsionnye i khromato-graficheskie protsessy, 2013, Vol. 13, No 2, pp. 125-140.
Mai, Z., Chen, J., Hu, Y., Liu, F. et al., Journal of Colloid and Interface Science, 2017, Vol. 508, pp. 184–195. DOI: 10.1016/j.jcis.2017.07.027
Sarker M., Shin S., Jhung S.H., Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2019, Vol. 74, pp. 158-163. DOI: 10.1016/j.jiec.2019.02.022
Policicchio A., Conte G., Stelitano S., Bonaventura C.P. et al., Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2020, Vol. 601, Article 125040. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2020.125040
Filippova E.O,Shafigulin R.V, Tokranov A.A, Shmelev A.A., et al., J Chin Chem Soc., 2020, Vol. 67, pp. 1167–1173. DOI: 10.1002/jccs.201900440
Shafigulin R. V., Filippova E.O., Shmelev A.A., Bulanova A.V., Catalysis Letters, 2019, Vol. 149, No 4, pp. 916-928. DOI: 10.1007/s10562-019-02678-x
Shmelev A.A., Filippova E.O., Shafigulin R.V., Bulanova A.V., Sorbtsionnye i khromato-graficheskie protsessy, 2018, Vol. 18, No 6, pp.836-844.
