Сорбенты на основе мезопористых кремнеземов, модифицированных амидными функциональными группами
DOI:
https://doi.org/10.17072/2223-1838-2020-1-94-107Ключевые слова:
мезопористый кремнезем, модифицикация, гидразид, амид, сорбцияАннотация
Синтезированы сорбенты на основе кремнезёмов со структурой пор MCM-41, модифицированные амидными группами. Методами низкотемпературной сорбции азота, рентгенофазового анализа (РФА), ИК-спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии определены текстурно-структурные свойства исследуемых кремнеземных сорбентов. Изучены кинетика сорбции меди (II), никеля (II), кобальта (II) из водных растворов полученными реагентами, определена зависимость сорбционной способности реагентов от способа модификации кремнезёмной основы и концентрации мономера при совместной сорбции металлов. Показана возможность разделения исследуемых цветных металлов полученными реагентами.Библиографические ссылки
Библиографический список
Doyle A. M., Ahmed E., Hodnett B. K. The evolution of phase during the synthesis of the organically modified catalyst support MCM-48 // Catalysis Today, 2006. Vol. 116. N. 1. P. 50–55.
Tsoncheva T., Areva S., Dimitrov M., Paneva D., Mitov I., Linden M., Minchev C. MCM-41 silica modified with copper and iron oxides as catalysts for methanol decomposition // J. Mol. Catal. A: Chem. 2006. Vol. 246. P. 118.
Liou T.-H. A green rout to preparation of MCM-41 silicas with well-ordered mesostructure con-trolled in acidic and alkaline environments // Chemical Engineering Journal. 2010. Vol. 10. P. 1016.
Das D. P., Parida K. M. Enhanced Catalytic Activity of Ti, V, Mn-Grafted Silica Spheres Towards Epoxidation Reaction // Reaction Kinetics and Catalysis Letters. 2007. Vol. 90. P. 77–84.
Lin K., Pescarmona P. P., Houthoofd K., Liang D., Tendeloo G. V., Jacobs P. A. Direct room-temperature synthesis of methyl-functionalized Ti-MCM-41 nanoparticles and their catalytic performance in epoxidation // Journal of Catalysis. 2009. Vol. 263. P. 75–82.
Elias V. R., Crivello M. E., Herrero E. R., Casuscelli S. G., Eimer G. A. Synthesis of Titanium-Containing Mesoporous Silicas as Catalysts for Cyclohexene Epoxidation // Ind. Eng. Chem. Res. 2009. Vol. 48. P. 9076–9082.
Eimer G. A., Casuscelli S. G., Ghione G. E., Crivello M. E., Herrero E. R. Sinthesis Characterization and selective oxidation propeties of Ti-containing mesoporous catalysts // Applied Catalysis A: General. 2006. Vol. 298. P. 232–242.
Save M., Granvorka G., Bernard J., Charleux B., Boissiere C., Grosso D., Sanchez C. Atom Transfer Radical Polymerization of Styrene and Methyl Methacrylate from Mesoporous Ordered Silica Particles // Macromolecular Rapid Communication. 2006. Vol. 27. P. 393–398.
Козлова С. А., Парфенов В. А., Тарасова Л. С., Кирика С. Д. Состояние силанольного покрытия мезоструктурированного силикатного материала МСМ-41 в результате постсинтетической активации // Journal of Siberian Federal University. Chemistry 4. 2008. № 1. С. 376–388.
Фоменко О.Е., Рёсснер Ф. Модифицирование силикатных поверхностей путем силилирования их кремнийорганическими соединениями // Сорбционные и хроматографические процессы. 2009. Т. 9. Вып. 5. С. 633–642.
Fryxell G. E., Cao G. Environmental applications of nanomaterials synthesis, sorbents and sensors. Copyright by Imperial College Press. 2007. P. 507
Oi H., Peng Y., Gao Q., Zhang Cn. Application of nanomaterials in electrogenerated chemiluminescens biosensors. Sensors. 2009. Vol. 9. P. 674–695
Zhong L., Kaiyong C., Beilu Z., Lin D., Aiping L., Duan G. Application of Mesoporous Silica Nanoreservoir in Smart Drug Controlled Release Systems Progress in Chemistry. 2011. Vol. 23(11). P. 2326–2338.
Лисичкин Г.В., Фадеев А.Ю., Сердан А.А., Нестеренко П.Н., Мингалев П.Г., Фурман Д.Б. Химия привитых поверхностных соединений, М: ФИЗМАТЛИТ. 2003. С.38–56.
Rao V. A., Kulkarni M. M., Amalnerkar D. P., Seht T. Surface chemical modification of silica aerogels using various alkyl-alkoxy/chloro silanes. Appl. Surf. Sci. 2003. Vol. 203. P. 262–270.
Балакаин В.М., Драницина Н.В., Холманская Ю.Б., Тэслер А.Т., Морозова А.В. Но-вые азотфосфорсодержащие амфолиты на полиакрилатной матрице и исследование сорбции ими меди, цинка и железа из сернокислых растворов. Журн. приклад. химии. 1981. Т. 54, № 4. С. 781–785.
Николаев А.В., Фокин А.В., Коломиец А.Ф., Грибанова И.Н., Якунина Н.П., Аншиц Н.Н., Виллевальд Г.В. Сорбция меди и цветных металлов серу-, азот,-серуазотсодержащими сорбентами. Изв. СО АН СССР. Серия хим. наук. 1977. Т.4. №9. С. 34–40.
Оскотская Э.П., Басаргин H.H., Игнатов Д.Е., Розовский Ю.Г. Предварительное групповое концентрирование меди, кобальта и никеля полимерным хелатным сорбентом в анализе природных вод. Зав. лаборатория. Диагностика материалов. 1999. Т.65. №3. С. 10–14.
Zmijewski T., Mioduska M., Pasewska B. Thermogravimetric study of silica with a chemically modified surface // J. Thermal. Anal. 1987. Vol.32. P.1755–1761.
Athens G. L., Shayib R. M., Chmelka B F. Functionalization of mesostructured inorganic–organic and porous inorganic materials // Current Opinion in Colloid & Interface Science. 2009. Vol. 14. P. 281–292.
Truel A. Modification of mesoporous silicas by incorporation of heteroelements in framewotk // Microporous Mesoporous Mater. 1999. Vol. 27. P. 151–169.
Macquarrie Duncan J. Direct preparation of organically modified MCM-type materials. Preparation and characterization of aminopropyl-MCM and 2-cyanoethyl-MCM // Chem. Commun. 1996. P. 1961–1962.
Zeng W., Qian X.-F., Zhang Y.-B., Yin J., Zhu Z.-K. Organic modified mesoporous MCM-41 through solvotermal process fs drug delivery system // Materials Research Bulletin. 2005. Vol. 40. P. 766–772.
Badiei A.R., Bonneviot L. Modification of Mesoporous Silica by Direct Template Ion Exchange Using Cobalt Complexes // Inorg Chem. 1998. V.37. P.4142–4145.
Kondrashova N., Saenko E., Lebedeva I., Valtsifer V., Strelnikov V. Effect of organic-silane additives on textural-structural properties of mesoporous silicate materials // Microporous and mesoporous materials. 2012. Vol. 153. P. 275–281.
Yu.G,. Frolov, Course of colloid chemistry. Superficial phenomena and dispersive systems. Alliance Trade and Publishing House, Moscow. 2004
Тагер А.А. Физико-химия полимеров. М.: Научный мир, 2007. c. 573
Radushev A.V., Batueva T.D., Kataev A.V. Versatic Functional Tert-Carboxylic Acids as Metal Extractive Agents // Separation science and technology. 2015 Vol. 50. I. 4. P. 512-519.
Катаев А.В., Батуева Т.Д., Радушев А.В. Свойства амидов кислот Versatic и перспективы их использования в процессах концентрирования// «Научно-практические проблемы в области химии и химических технологий». Апатиты, 2014. С. 39-40.
References
Doyle A. M., Ahmed E., Hodnett B. K. The evolution of phase during the synthesis of the organ-ically modified catalyst support MCM-48 // Catalysis Today, 2006. Vol. 116. N. 1. P. 50–55.
Tsoncheva T., Areva S., Dimitrov M., Paneva D., Mitov I., Linden M., Minchev C. MCM-41 sili-ca modified with copper and iron oxides as catalysts for methanol decomposition // J. Mol. Catal. A: Chem. 2006. Vol. 246. P. 118.
Liou T.-H. A green rout to preparation of MCM-41 silicas with well-ordered mesostructure con-trolled in acidic and alkaline environments // Chemical Engineering Journal. 2010. Vol. 10. P. 1016.
Das D. P., Parida K. M. Enhanced Catalytic Activity of Ti, V, Mn-Grafted Silica Spheres To-wards Epoxidation Reaction // Reaction Kinetics and Catalysis Letters. 2007. Vol. 90. P. 77–84.
Lin K., Pescarmona P. P., Houthoofd K., Liang D., Tendeloo G. V., Jacobs P. A. Direct room-temperature synthesis of methyl-functionalized Ti-MCM-41 nanoparticles and their catalytic perfor-mance in epoxidation // Journal of Catalysis. 2009. Vol. 263. P. 75–82.
Elias V. R., Crivello M. E., Herrero E. R., Casuscelli S. G., Eimer G. A. Synthesis of Titanium-Containing Mesoporous Silicas as Catalysts for Cyclohexene Epoxidation // Ind. Eng. Chem. Res. 2009. Vol. 48. P. 9076–9082.
Eimer G. A., Casuscelli S. G., Ghione G. E., Crivello M. E., Herrero E. R. Sinthesis Characteri-zation and selective oxidation propeties of Ti-containing mesoporous catalysts // Applied Catalysis A: General. 2006. Vol. 298. P. 232–242.
Save M., Granvorka G., Bernard J., Charleux B., Boissiere C., Grosso D., Sanchez C. Atom Transfer Radical Polymerization of Styrene and Methyl Methacrylate from Mesoporous Ordered Silica Particles // Macromolecular Rapid Communication. 2006. Vol. 27. P. 393–398.
Kozlova S. A., Parfenov V. A., Tarasova L. S., Kirika S. D. State of silanol coating of the mesostructured silicate material MCM-41 as a result of postsynthetic activation // Journal of Siberian Federal University. Chemistry 4. 2008. № 1. С. 376–388.
Fomenko OE, Rössner F. Modification of silicate surfaces by silylation of their organosilicon compounds // Sorption and chromatographic processes. 2009. V. 9. I. 5, P. 633–642.
Fryxell G. E., Cao G. Environmental applications of nanomaterials synthesis, sorbents and sensors. Copyright by Imperial College Press. 2007. P. 507
Oi H., Peng Y., Gao Q., Zhang Cn. Application of nanomaterials in electrogenerated chemilu-minescens biosensors. Sensors. 2009. Vol. 9. P. 674–695
Zhong L., Kaiyong C., Beilu Z., Lin D., Aiping L., Duan G. Application of Mesoporous Silica Nanoreservoir in Smart Drug Controlled Release Systems.
Progress in Chemistry. 2011. Vol. 23(11). P. 2326–2338.
Lisichkin G.V., Fadeev A.Yu., Serdan A.A., Nesterenko P.N., Mingalev P.G., Furman D.B. Chemistry of grafted surface compounds, M: FIZMATLIT. 2003. P.38–56.
Rao V. A., Kulkarni M. M., Amalnerkar D. P., Seht T. Surface chemical modification of silica aerogels using various alkyl-alkoxy/chloro silanes. Appl. Surf. Sci. 2003. Vol. 203. P. 262–270.
Balakain V.M., Dranitsina N.V., Kholmanskaya Yu.B., Tesler A.T., Morozova A.V. New nitrogen-phosphorus-containing ampholytes on a polyacrylate matrix and the study of their sorption of copper, zinc and iron from sulfate solutions. Journal of Applied Chemistry. 1981. T. 54, No. 4. P. 781–785.
Nikolaev A.V., Fokin A.V., Kolomiyets A.F., Gribanova I.N., Yakunina N.P., Anshits N.N., Villevald G.V. Sorption of copper and non-ferrous metals with sulfur, nitrogen, and sulfur-containing sorbents. Izv. SB USSR Academy of Sciences. Series chem. sciences. 1977.V.4. No. 9. S. 34–40.
Oskotskaya E.P., Basargin H.H., Ignatov D.E., Rozovsky Yu.G. Preliminary group concentration of copper, cobalt and nickel by polymer chelate sorbent in the analysis of natural waters. Head labora-tory. Diagnostics of materials. 1999.V.65. No. 3. S. 10-14.
Zmijewski T., Mioduska M., Pasewska B. Thermogravimetric study of silica with a chemically modified surface // J. Thermal. Anal. 1987. Vol.32. P.1755–1761.
Athens G. L., Shayib R. M., Chmelka B F. Functionalization of mesostructured inorganic–organic and porous inorganic materials // Current Opinion in Colloid & Interface Science. 2009. Vol. 14. P. 281–292.
Truel A. Modification of mesoporous silicas by incorporation of heteroelements in framewotk // Microporous Mesoporous Mater. 1999. Vol. 27. P. 151–169.
Macquarrie Duncan J. Direct preparation of organically modified MCM-type materials. Prepa-ration and characterization of aminopropyl-MCM and 2-cyanoethyl-MCM // Chem. Commun. 1996. P. 1961–1962.
Zeng W., Qian X.-F., Zhang Y.-B., Yin J., Zhu Z.-K. Organic modified mesoporous MCM-41 through solvotermal process fs drug delivery system // Materials Research Bulletin. 2005. Vol. 40. P. 766–772.
Badiei A.R., Bonneviot L. Modification of Mesoporous Silica by Direct Template Ion Exchange Using Cobalt Complexes // Inorg Chem. 1998. V.37. P.4142–4145.
Kondrashova N., Saenko E., Lebedeva I., Valtsifer V., Strelnikov V. Effect of organic-silane ad-ditives on textural-structural properties of mesoporous silicate materials // Microporous and mesopo-rous materials. 2012. Vol. 153. P. 275–281.
Yu.G,. Frolov, Course of colloid chemistry. Superficial phenomena and dispersive systems. Alliance Trade and Publishing House, Moscow. 2004
Tager A.A. Physical chemistry of polymers. M .: Scientific World, 2007. c. 573
Radushev A.V., Batueva T.D., Kataev A.V. Versatic Functional Tert-Carboxylic Acids as Metal Extractive Agents // Separation science and technology. 2015 Vol. 50. I. 4. P. 512-519.
Kataev A.V., Batueva T. D., Radushev A.V. Properties of Versatic acid amides and prospects for their use in concentration processes // "Scientific and practical problems in the field of chemical and chemical technologies." Apatity, 2014.S. 39-40
