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

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.

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.