Використання золь-гель методу для одержання полісилоксанових ксерогелів, функціоналізованих карбоксильними групами
A procedure has been developed for synthesis of new polysiloxane xerogels with propionic and butyric acid-type groups. The procedure is based on the sol-gel method and involves the conversion of 2-cyanoethyItriethoxysilane (or 4-(triethoxysilyl)butyronitrile) to an ester with its subsequent hydrolyt...
Saved in:
| Date: | 2009 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2009
|
| Online Access: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/373 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Surface |
| Download file: |  |
Institution
Surface| _version_ | 1869291496179499008 |
|---|---|
| author | Dudarko, O. A. Zub, Yu. L. Jaroniec, M. White, M. G. Yang, Qihua |
| author_facet | Dudarko, O. A. Zub, Yu. L. Jaroniec, M. White, M. G. Yang, Qihua |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "O. A. Dudarko",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "Yu. L. Zub",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "M. Jaroniec",
"institution": "Університет м. Кент"
},
{
"author": "M. G. White",
"institution": "Державний університет Міссісіпі"
},
{
"author": "Qihua Yang",
"institution": "Даляньський Інститут хімічної фізики"
}
] |
| author_sort | Dudarko, O. A. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:39:36Z |
| description | A procedure has been developed for synthesis of new polysiloxane xerogels with propionic and butyric acid-type groups. The procedure is based on the sol-gel method and involves the conversion of 2-cyanoethyItriethoxysilane (or 4-(triethoxysilyl)butyronitrile) to an ester with its subsequent hydrolytic polycondensation reaction. The conversion proceeds under mild conditions and requires a gaseous HCl and the presence of tetraethoxysilane, Si(OCjHs)4. The IR and I3C CP/MAS NMR spectroscopy studies showed that some carboxylic groups were converted to an ester as ^fti(CHi)2 or sC(0)0C2Hs using this procedure. Nitrogen adsorption analysis indicated that the resulting samples possessed pores on the borderline between micro- and mesopores (average micropore width was equal to 2.1-2.2 nm) and exhibited high BET specific surface areas (370-680 m2/g). |
| first_indexed | 2025-07-22T19:32:33Z |
| format | Article |
| fulltext |
UDС 544.a22:544.774.2
TнЕ SОL.GЕL 1VIЕTIIOD
FoR. РRЕРARATIОN oF PoI,YslLОХANЕ ХЕRОGЕLS
сOI\{TAINING сARBOхYLIС F,Lrfi (T10F{.{LITY
o.A. Dшdarkolo, Yu.L. Zub',М. Jarоniес'n Pl.G.w}rite3, Qihua Yanga
tо о сууiь2 hzs|itutе оf Suфcе Сh,еmi,ltrу, N,4S aJ,LIlоtlilzе'
: D е p а r t m, ": i f ; :;; : ;,";:i";:, ;::;,у: :;' f,x-;; 4 4 2 4 2. U S А-.Тhе Dаvе С, SwаIш Sсhoоl оf Сkеmicаl
'Eragi",,,ing,, йi,,|i,,-ip'r,o,o {Ilаit,сt,siФ,330 Swаln Сhеmiса! Й,tginееring Buildiig, nn''iitipi i'/','i л'rs 39762, {jSА'Dаliаn lnsiitlltе o.f С|hеmiсаl Fhуsiсs,.iiт 2noig,,non кoii, Б-7i--',,iizi.,i.',,}oo,"o
z1, prосеdurе hаs
-bееn r\еvе!оpе,l for sупthеsis af пеu', pоlу-siloхаrlс хеrоgеls withprrэpiorcic апd bltфriс aсid-tуpе grol|ps. Т|aе prосеdurе is bвsеd'оi thе sal-gеl nlе|hвd аnсlinvalуеs |hе сaпуersion оf 2-суаnЬеthуttrlеthoхуsi!аtiе (or ц-r|,;"i,"Ь,;ryubutуratlitrile) to аnе,'tеr у;ilh i|s setbsеquenr |эуdrolуtit: pо!усоlзt!еrrsаtiоп rеа<:tiali. Тhе сЬln,еrsiоп proсееds anсlеrmiid сonditiatls аnd rеquir,' * go,"oui llСl апсl thе prеsеn* o1i"й,tt,oхуsilаt,tе, Si(ОС2IIl4.Thе iR апd]зС СP/I'ЙS N]nRip,,u.o,,"pу-studiеs^skoтuеd thЬt soше саrboхуliс grоцp'c wеrесolэl,сrfеd tО аn сs,сr аs. зti(Сl{2-i2 o, 3tJр1О{:7l-{s usiпg this p,o,n:,lu,,. Nitrоgеn aсlsоrptiоп'.llittl'.,;i's. iпс]iс'аtеl thоt tilе rеsuliiпs sа,т,piе:s pоs'еs'tссi pоrеs itl thе hоrdsr|iпе bеtу,lееуl miсra-L]|1а't|lе'\ор{)r€S Igt:gуggg пtiсrо|lorе ц,iсJth tiаs ец,а! ic 2']-2.2 iц аn,t ех|tibited high BEТspесifiс suфсе аrесls (37()-б8() n/,,gi.
Iшtreduсtiоn
.n rеspоnsе tо tеоhnо!сgiсal сhallепgеs оf аdsоrрtiоrr, сiшоmatоgraрh,v, analfiсalсhеmistry, sеnsоr tесirnоlоgy, еti.. thе сlrеmiitry оf rnоdifiеd .it;"u, ьu. madе а substаntialрrogrrss оvеr thе last twс dесadеs t1*5]. Up to noщ thе graftirщ оf orgtшtоsilanеs оr othеrоrgаniс соinpоrrnds оn siliса соntinuеs tоbе onе oгtь* p.om.;sl,'g й.iьoо, fbг thе synthеsis оfnеw matеriais. At thе sarnе timе, и,.hiiе siliсas mоdifiеd ьy .*ii.'.йl оr рhоsphinе glouрshavе bееn оftеn rеpоrtеd, thеsе tvith сarboxyliс funсtiоnalttt--';;;; atrraсtеd muс}r lеssаttеntiоn [6.9l" it should bе nоtеd thаt thе siliсas иtь i*moьiй..J **ьo*ytiс aсids (оftеna.onratiс ог high rnоIесuiar wеight aсids) fоund thе usе ь '-p*"tl"" proсеssеs [10, 11],niеciсinе.rеlatеd prеparatiоns [12, l3], and in hеtеrоgеnеo-;.;йi;;"f alkеnе еpохit1atiоп[14]. But thе prеsеnсе оt.lоng аlfu! сйains in thеsurГйе luу". ;*|J.i, hydrорhоbiс рrорertiеsоf thеsе matеrials. Bеsidеs, thе weight fraсtion of funсtiоuаj gro;Ё;,;;" rulе, snrаll.It sееms thаt thе disadvantagеs indiсatеd abovе may Б" ;;;ййy apptying thе sоl-gеlпrеtirоd tо thе sуnthеsis
'оf..funсiiоnalizеd ро]уsilo;; ;;;;i'."i with оаrbохуliсiLrпсtiоnality*. Тlris mеthоd:li?*' onе to uф r"асtion соnditiоns [15]' Fоr examрiе. it ispоssibJе tо vary thе ratiо of аJkоxysilanеs and, thеrеb1., tо inсrеаsе tЬе соntеnt of funсiiоnaiglo.Llрs оn tlrе sur*lсе. At thе samе timе, thе соntтоl оf somе
"tь"..o"с;*ons of thе sprthеsisаlloц.s onе tсl s}.rrthesizе. matегials with high soгptiоn оapaсity аrrd wеil-dеvеlopеd pогoussti]uсturе оf dеsirеrl pоrе sizеs and surfaсе fiлйt;оnaiity. rч**пь"i.,,,
"
f."u un**рts havе bееnmadе to srтthеsizе сarboxyl-сontaining хеrоgеls.
ГIовеpхнaсmь. 2a09. Вып, I (16), С ]55 * l64
155
.l-
onе оf suоh attеmрts was madе by using thе lrydrоl1.tiс pоlyсondеnsation of orяanоsiliсоn
monomеrs srrсh as triсhloтosilуibutiryi оhiйidе от silуl еstеr of triеthoxysilylbuфiс aсid [16].
Howеveг, thе formеd insolublс роlymеrs swеll еasily. Bеsidеs, thеу arе thеrmally rеsistаnt up
to 200oС only. Thus, thеy dо not Ъavс distinct advantаgеs in сomparison to simple оrganiс
сation еxсhфеrs. Тhе sarnе rеfеrs to thе produсt оf соpоlymеrisation of aсry1iс aсid аnd
alуltriеthоx,vsiianе [17]. Thеrе was an attеmpt tо сarry оut hydrol}tiс pоlу'сondеnsatiоl of
(iн,о),si(bн,),sсн,сoosi(Cн'3 Ьut it was unsuссеssful nеithеr undег aсidiс nor basiс
"onйtioo,.[is].
Thеrеforе, thе syrthesis оf polysilоxanе хеrоgеls теpоrtеd in [18] еmplоyеd
(снзoъs(.Cн,)zsсн,соoH withоut further сlеaning. This way in both aсidiс (1,iеld 69Уi,)
Ьа
-atiiatinе
(уiе;,d' 2|%) mеdium appropriatе pоlyorganоsilsеsquiохanеs wете formеd' A
suссеssful attrmрt to syrrtЬеsizе сarbохyl-соntaining хеrogе1 by saponifiсatiоn оf nitryl groups
undеr quitе strоng сonditiоns (whiсh сan сausе a iоss of thе part of thеsе groups) has bешt
;;;"а in [i9]. iье airn оf theprеsеnt work was to dеvеlop a sol.gеi mеthоd for thе syrrthеsis
oiсarbo"yl-сootui,'i,,g polysilоxanе xеrоgеls by using thе apprоaоh that has bееn dеsсribеd in
|20!, ani to study Ьiiт.рropеrtiеs. This rnеthоd was dеvеlopоd for thе FРХ matеrials
"oйni.,g
сarbохyliс g'oop' оriginatеd frоm propioniс, _(CHz)zCoo}I and butyriс,
-(CНz)зCoОH aсids [21].
Еxреriшеntаl
Thе starting matеrials wgrе tеffaеthоxysilanе Si(oCzHs)+ (ТЕo!)'
2-сyanоеthyltriеthoхyJihnе (С2H5oъs(CI]2)2сN (сЕTЕS), 4.(tгiеthoxysilуl)butyгonitri1е
(CzHso)зSi(CHz)зCN (СРТЕЬ), and сatаlyst (n-CaH9)2Sn(CHзCoo)z (Aldriсh, 98%). Тhе
solvеnt was 96 Ya ot absоlutе еthаnоl produсеd by thе sarnе сompany.
Sуnthеsis оJ FPX^wit|t2-суаioеthуt g,oLp, $аrn-чlе oio:i mol{22.3 с'n,,1-оf TЕos
аnсl 0.05 mоl (ll.1 с*з1 оf сfтвs wеrе addеd to 20 сmJ оf absolute еthаnol at roоm
tеmpеrature. Nеx! 1 eФiвсm) оf (r.С+Hq)zSn(CHзСОo)2 and 0.264 mоl(4.75 сm3) olнl9
wеrе addеd suосеssfirl}y tо thе abоvе mеntiоnеd alkоxysilanе sоlutiоn соntinuously mixеd rмith
a magnеtiс stirrеr. Тhе rnixturе was heatеd up tо 80 oC and kеpt at room trmprraturе fоr 96 h.
ть" Гo,-"а gе1 wаs dтiеd undеr vaс'uum at 105 "С fоr 6 h. Thе rеsulting xеrоgеl was washеd
йth watsr u! tо pн 6.5 and rеpeatеdly driеd giving thе u.hitе produсt.(abоut l3.6 g).
Sуtйеsis. of FPX lуitk simultqnеоus sаpБnificаtioп of nitrilе groups в). 1fl 1 .flu:k
z
"*3
оf aolс ,oйion (аnhуdrоus aсеtiс aсid' сonоеntratеd sulfuriс aсid, аnd watег with thе
vоlumr ratiо оf снзсоон:нzSo+:Hzo = i;i:3) was аddеd drоp.Ьy.drоp tо thе mixturе оf
0.0i mоi CЕTЕs and 0.02 шol ТЕoS undеr magnеtiс stirгing. Тhс produсt fоrmеd at room
i"*p".ut*" fоr 30 min was a whitе gеl. Тhе gеi prеpаrеd during 96 h was similar to thоsе
dеsсribеd фоvе'
Sупthesisofpropioniсаciсl-сontаinirtgFPX(q't|.05molоfСЕТЕSand0.2mоlоf
TЕoS wеrе ptaсеа in a thrее.nесk rеaоtor. A gаsеоus }IClwas bubbling thrоugh thе mi1fuте
undеr соntinuоus stirring with a magnеtiс stirrir for 3 h and nеxt 50 сmЗ of 96 o/a еthanоl was
addеd droр-by-drоp tо йs mixturе. Nеxt, 125 с# оf 0.02 Уo sо1ution оf hydroсlrlоriс aсid.'.lras
gradually addеd during iв ь гotto*.d !r hеa{ng thе miхturе
" |0:9 fоr 40 miц. Thе prоdвоt
fоrmеd was a whitе g"l, *ьi"h wаs driЬd and йashеd as dеsсribеd in thе pтеvious synthеsеs,
i.е', driеd undrr vaсuurn at 105 .C fоr 6 h (samplе С}. Тhе whitе ртoduсt уiеld was еqual to
19.6 g. Thе хеrogеl (samplе D) was driеd at 105 Ю undеr thе atmosphеrе prеssurr. Thе xеrоgеl
,йpЪ Е $iеld lз.о gl *u' рЬ**a by using thе molaт ratio оf ТЕos/CЕTЕs : 2:1 аnd thе
rесфe analоgous to that usеd fоr thе samplе C.
Sуnthеsis of buturic аcid-cоntаining FPX (F) ' Thе abоvе dеsсriЪеd mеthоd оf synthеsis
of thе samplе С was еmplоyеd tо obtain xеrоgel (F)but in this саsе сlTЕs was usеd instеad оf
сЕTЕS. Thе mоlar ratiо оiтвоs/CPTЕs = 4:1. Thе whitе produсt yiеld was еqual to 20,a g.
156
Еlеnrеntal analуsjs of all thе substanсеs prеparеd was шadе at thе Anatytiсai Labоratory
of thе Dеpartmеnt оf Chemistry оf UМIST. Thе pоtевtiоmеtriс titration was pеrfоrmеd on a
muitipurptrsе ionomеtег ЕV-14 using 0.05;'v-sоlution of NaoH in 0.05,иsоiшiоn оf КNo3
{22).Thе anrоunt оfthе sarоplе цsеd цas abоut 0.2 g.
Tlrеrтnоgтavimеtriс оrirvеs wеrе rесоrdеd оn a dеril,atograph Q-1500 D (Мo,\4,
}.iungary) in thе tеmperatЦrе rallgе from 25 to 1000 "С (thе hеating ratе was ес;ual tо S.С/min).
Sсanning еlесtron nriсrоgraрhs (SЕМ] rvеге оbtainеd with a JЕoi- Suреlргоbе i3-. *i..o,.op".
Nitrоgеn adsoiption isоthеrms wеrr Inеasurеd at -196"C by using an ASAР 240зN
adsоrрtiоn .'1x]r,,s€t (Мiсrоmеritiсs, Inс') and usеd to еvаluatе thе BЕj. spесifiс surfaсе arеa
and singlе.рoint pоrе vо]urnе L2з' 24j. Рriоr adsоlptiоn mеasurеmеnts еaсh samplе was
dеgassеd at ]00"С' Thе BЕТ surfaсе arеa (S) wаs еvaluatеd in thе 0'05 _ 0.20 rаngе of rе1ativе
i]Iеssulсs. Тhis rеlativе]y nalТow raflgе Was usеd- bесausе thе salaplеs studiеd рo*,*., рorеS 0n
tilе bс'rdеrlinе bеtweеn miсrо- anсi tnеsоpогеs. Тhе singlе-роint рo'* oЬl.,-" iч .*u,
сalсulatесi by соnvеrtirщ thе amount adsorbеd at a геlа-tive prеssul.е about 0.99 tо thе volurnе of
iiquid adsоrbatе. Thе a\.еrаgе pоrе sizе rl'as еstimatеd by using thr formulaе w;.:4V/S, valid
for сylindriсatr porеs. Pоrе sizе lv,n at thе maximum оf thе роrе sizе distributiоn was оЬtainеd
aссording tо [25].
Тhе lR Spесtгa цеrе rесогdеd оn a spесtrоphotоmеtеr Spесtrum-1100 (Реrkin-Еlrnеr).
Рrior IR mеasurеmеnts еaсh samplе \nlas prrparеd irr thе гorm Ъf suspепsion in nujоi oil 1оr
ССl4) as wеll аs in thе fоr:n оf.pеliеts with KBr.
All thе sоiid.statе NN{R rnеasurеmеnts \&'rrr rесоrdеd оn a Bпlkеr DsХ 400
sресtroшrtrr. Sеttings fоr aсquiriлg thе lзС СРl\d{s ].jМR at rоom trlnpеraturе WоIr as
tЪ]]оrr s: aсquisitioti timе 20-.]0 ms, rеiaхаtiоn dеlaу was l .0 s, сontaet timе wаs 1,00 ms" TЪе
nirlnbсr ttf rерс-titions v;a's i200-2{)0c аnd ihе spin гatе was 4400. Thе sеttings fоr 29si
DP.,\,l,\S N!1R at rooш tеmреraiurе \!.еге as fclloъ,s: асquisitiоn timе 5*10 rлs' rеtraхatiоn
dеlay w.as 60 sесonds, thе pulse anglе rr,as 90.. Тhе nцmЬеr оf rереtitiоns rru.as З00-1000 and
thе sрin ratе was 4400. ТМs was used as thе standаrd fоr tlrе NМRехреrimеnts.
R.еsults and Disеussiсn
Thеrе arе sevеral apprоaсhеs tо thе syвthеsis of funсtionalizеd siliсas соntainins
сarboxyl gfoups. Тhе mоst рорular аpprоaсh inrюlvеs thе sуnthеsis of matеrials мtь nitпtЕ
grouрs fоllоwеd Ьy thеir subsеquеnt aсid hydrоlysis |6*9, 19]. lnitiatly' this fizpе apprоaоh wаs
sеlесtеd fоr thе sрthеsis оf хеrogеis with сarbохyliс grоups; its firsi stер invоlvеs hydrol1.tiс
pоlу'сопdensаtion rеaсtion (in thе prеsеnсе оf сatalyst, и-(СaH9)2Sn{снзcoо)z; ,"" ,"h"*Ь 4that yiсids xеrоgе1 v',ith nitrilе grоups (samрle A).
+ Наo, + (n CaH9)2Sn(CНзсoo)2
si(oс2i.{5)4 + (с2H5o)3si(Cl.{ (s iO2)x(o3/2si(с H2)2сN}у
( t )
с2I-i5oH
Indееd" thе IR sрссtrЦш оf thе sуrrthеsizеd FPХ ехhibjts absоrytiоn lrands relаtеd tо
С H vibrations (2983 - 29з4с'n-'), nitri]е grоuрS (2262 cm-l), and silохanе Ьonсls (i06i _
: .62 сm-1) [26], whiсh сonfirms thе fоrrnaiiоn of pоiysilоха-ri" x..ogеi with nitrilе grouрs.
ilLr.,\е\еr. thе synthеsizеd xеrоgеl tumеd tо lrе a nоnporоus sоlid (surf,aсе arca <2.8 mzig1'.Гhсiсti'гс-.
it is unlikеly that any subsеquеnt hydrоlysis оf this saпrplo would rеsult in adsоrbй
hаriлc а rrеll-dеvеlоped pоrоrrs Struсturе. Thеrеfоrе. anоthеr et1еrnpt was madе tо synthеsizе
хеrоgеi rr'ith сaгboх,viiс grоups (samplе B). TЪе s1mthеsis ртосеdurе wаs а' сombinatiоn оf two
pгoсеssеs: namеir-, hydrоlyiс polyсоndensatiоn and sapоniГtсatiоn of nitri1е groups' In this
r57
сasе' an aсid сatalyst was usеd instеad of a basе сatalуst that was a miхtцrе оf twо aсids (aсеtiс
an<i suifuriс onеs) in ц,atеr With a сompоnent ratiо of i:1;З.
Fig. 1. IR sресtra оf thе synthеsizеd хеrоgеls: l- samplе B; 2-saшplе С; 3- samplе Е.
Тhе usе of suсh a rnixturе fоr hydrоlysis оf сyanoaikyl groups attaсhеd to thе siliсasurfaсe [9] lеd tо a соmрlеtе sapоnifiсation oioit'il" goups. й oi. .u,.' thе saponifiсation оfnitгilе groшps was not соmpleted. Thus, thе IR spесtrurn оf this sampiе (Fic. 1, spесtrum 1)shоws absоrptiоn bаnds attгibutеd tо vibrations Ъг ьotь nttrtle 1z2it; Ч ;;;;;
grouрS (1 708 сrrr''). Тhеrеfоrе, fiom оur pоiлt ofviещ suсh a rоutе ofthе synthеsis оfхеrogеls
with сarboxyliс gтоups is nоt vеry еffесtivе. Thеrе arе two proсеssеs сornpеting in this сase;
namеly, sapоnifi.саtiоn аnd hydrоl1,tiс рoiyооndеnsatiоrr' Тhus, thе sсiесtiоn оf pгopеr
сonditions nесrssary fоr a ссmрlеtе sapоnifiсatiоn of nitrilе grоuрs rеrnaiцs still рroblеmatiс.our attеntiоn was fосusеd оn thе ihiгd approaсh that had bееn оnly briеfly dеsсribed
lоng time agо [20]. Ilr that сasе thе systеrn undеrwеnt a transfоrпratiоn of thе nitrilе*tо-irnidо-
еster сonvrrsiоn (sее sсhеmе 2), wiriсh was pеrformеd by passing a gasеous hydrоgеn сhiоridе
arrd subsеquеnt intrоduсtion of 96 % еthаnЬt. Durtng й;' p.o"J,, ihе imidо-оstеi hy,Jrоii,sis
and hydrоl1.tiс poфondеnsation rеaсtion tооk plaсr and a gе1 rvаs formесl.
Thе samрlеs prep$е{ in this waу dо not соntain nitriiе gтоups as еl,rdеnсed by IR
analysis (Fig. 1' 2 and 3).Indееd. hthe 220a - 2з00 сm.' rangе tй." *. no absоrptiоn bands
rеlatеd to vibratiоns of лitгilе groups. Еlеmеntаi analysis
"оf
thе synthеsized substаnсеs
сonfirmеd that thеsе samples did not соntain nifoоgеn (Тablе 1).
158
+ Hnl
(C2I..l5o)3si(CH2)2сN' :!a (C2i-i5o)3si(C i-iz)2с(ОС2i-is)i i i i . i iCi
+ CzНsoH
. ao*c_l"dl'Iro:' H?l
-C2HsOH' .NН4С|
(si02)Х(O3/2si(с}.!,2сooН)у
i7.\
Тhе whitr pоwdrr хегogе1s (sampiеs С, D, Е, and F) si.nthеsizеd by usiгrg thе lаttеr aррrой
aге соmpоsitе рartiсlеs of diffегеnt fопn (пrоstlу irтеgrri;ш), as it-сan bе sееn on ше sвьl
imagеs оf thе samрlе С (Fig. 2). Somеtiinеs, bеsidе tьс aьоvЬ rnеntiоnеd рaшiс!еs оttrеr shapеs
with layеr-ryре сdcеs сan bе оbsеn,есi (sее Fig. 2, }),
Тabiе i. Date оf е]еmеrrtal a.nalysis, tlrеnrrai analysis iсоiitеnt in w- 9,6) alrd pоtеntiоmеtriс
titratiоn it!г :кеrоgеi-. rvith оarbохуiiс grоuрs.
Fig. 2. Sсanning еIесtrоn nriсrogтaрhs оi.thе samрlе С.. q: x 100; 6: х 500.
I hе all sшnplеs studiеd ехhibit аn еndоthеrmal еvеnt rеflесtirrg thе wаtеr lоss at thеtеil]pегaiiilе iniеrval bеtwееn 20 and 135BС, Тabiе 1 shows that diffеrеnt соnditions оf itrying
оf thе sampiеs - undеr vaсuun,l (C) and undеr atrnоsрhеrе prеssurе (D) - dо not grэatl!
influеnсс ihе ссllltеnt оf watеr. Неating in air atrol.е 300oС сausеd a mass lсlss that was rеlatеd
1о full oхidatiоn оf оrganiо gтoups (sее Тab1е 1). Тhe sarnpiеs С аrrd D wеrе dесaфоxylatеd at
tirе tеmpеratrrrе of 438.С. Тц'ю ехothепrral eveлts, at З75 Мd,640oС, rn'еrе obsеrr,.еd fоr thеsamplе F.
Тablе 1 shоws thе сзrbохyliс gтоuр соntеnt for еaсh оfthе xеrоgеls studiеd. Thеsе datarvеrе оbtainеd undеr assurnрtiоn that thе сarbоxyl-соntaining alkyl сlraii has thrее (samplеs С,D aтrd Е) and f,ouг {sample F) сartrоn atоms, bесausе hydrol3.tiс polутоndеnsatiоn сarrsеs a fu|lhуdrоlу.sis оftriethохysilyl grоups. }Iowеvеr, the pоtеntiorriеtriс titratiоn results (sее Tablе 1)
роitlt out that thе contеnt оf сarbохyl groups is twiсе smallег than that сalсulatеd оn thе basis
оf elеmеlrtal analysis data. Tо gеt bеttеr undегstanding lrt us rеanаlysе thе IR sресh.a ofсar'ooxyl-соntaining хеrоgеls. Fig. l shows thа-t spесtra 2 and 3 are typiсal fоr thе^xеrogеls
funсtionalizеd by using a dirесt mеthod. Thеy сontain thе most intеnsivе absоrрtion bands inthе rеgiоn оf i050-1 i50 сll-r that usuаlly has а shоuldеr. Thе appеаranсе оf this bаnd is fiцliоal
159
wiin сarDох\ l1с
Salnр.]с Е lе l
С
еntal Ar а.lvsis Т]lrеrmаl Anаiysis Cоnсеntrаtiоn оl] СООI-l
grollps' rпnrоJ g-'н Si FlzO Оrganiс pаrt
7.0 з '0 31.4 17.1 14. i 0.97
D o. t --) .4t Зq.2 22.9 12.1 0.94
Е I 1 .8 ч.+ L30
F' 8.9 J . Е 24.5 24.{) 15.5 i . 1 0
for thе thrее-dimеnsiоnal framеwоrk of silоxanе bоnds. :Si-o-Si= [27]. In thе гangе оf 2800*
Зtj0U сm.r tiiеrе rvas аbsоrрtion.band сhаraсtегistiс оf С_ii t',ibrations. Ar:соrсiing tо iirе сiaia оi
thеrпral anaiу-sis all thе хеrоgеIs соrrtain thе samе amoшlt of ъ,atеr (sее Тable 1), thеrеforе
aЬovе 3000 сm.l thеir IR sреоtra shоw iцtеnsivе аnd qrritе ъ,idе banc of.vibrations v(ol-}.
Aisо" оnе сan ехpесt thе appеaranсе оf lеss intеnsivе bеrrding 6(i]2o) at i5З0.n,'. Th" tк
spесtra of а1l оarbохyl-соntaining хегоgеls arе quitе similar, еxсерt thе rangе of i600-|725
сm.,. ln this rangе еxсеpt absorption band at 172О сm_l 1saniрlе c1 or 172З-сrn-i 1sampiе Е),
whiсh сharaсterisе -СooН grоuр [26], onе morr abso1ptiоn band'дas obsеn'еd at 1645 сm]i
(samplеs Сt Е). Wе сan assumе that in thе оasе of thеsе хеrоgеls a part оf сarhoх11 -groupspartiсipatеs in сrеation ofthе еstеr bond and it is nоt аvaiiabiе for titratiоn' Ifsо, thе uЬ'J.pt;on
band аt -1645 сm-l in thе iR sprсtra of хеrogеls C and Е сan bе rеfеrrеd tо thе valеnсе
vibration of сarbonyl grоup v(С:o) (Fig' l, с е,nd ф. Еаrliеr Lisiсlllijn and сo-authors alsо
rrpoftеd anaiоgous situаtiоn fоr siliсas with сarbохyliс groups [22l ad assumеd thе
aрprafarjсе оf thе еstrеr bоnds bеtwееn thе саrbоxyliс and silanol groups =Si-o-
С(o)(СH2)2Si=.
lnr,еstigation оf t]С CР;MAS NIV{R spесtrurn оf thе sаmplе С (Fig. 3, о) driеd in
vacuuпl' ооnfirmеd thе formation of еstеr gтoups during s1nthеsis.
i^
t - i l
с . 1 !
l l I
, v l
lvъ{*,+!-,ff!*'.v.ч
;
] ',1 ;,
/!д
; t / l
t t
ч | l
I
т l l
1 l i
l v \
f \
!J
1 5 0
ррm
'0с 50 100 i0 0 оо;l
Fig. 3. 13C СP.A4AS NМR (а) i 29si DPA4AS (}) NМR spесtrа оf xеrogеi С.
Bеsidеs, thеsе data show that thе еstеr grouрs in thе саsе ofthе хеrogоis stцdiеd arе as
fоllоws: =Si(СН2)2C(O)oCzHs. it was provеd bу thе еxistеnое of 1'uvо siрals at lЗ.3 and 6i'6
ppш on thе spесtrum that rеfеr to thе сarbоn atоrns jn alсohоl сhain Сф_СH2*o-. Тhе
absеnсе ofthе signals at-17-i -58 ppm оn thе spесhтrn, фpiсal fоr thе саrbоn atошs in еthoxy
groups' prоvеd thе соmplеtiоn of hydrolysis in thе lattеr. Othеr thтее signals сan bе rсfеrrеd
aссordingly tо thе сarbоn atоms in =Si*CHт-Сl]2-с(o)o_ t28]. It shouid bе mеniiоnеd tliat
thr еxistеnсе оf twо groups; =SiCHz-CHe-CОoI{ аnd =Si(СН2)2С(0)CIC2н5, lоund its
rеflесtion in thе pattегrt at 176.4 ppm (Fig. 3, с,1.
.'si DP/MAS NМR sресtrшn оf хеrоgel С at -ll0 to - 50ppm сontаins twо sets оf
rеsonanсе signals rеfеrring tо diffеrеnt struсturе units (Fig. 3' D). Тhе fiгst rшrgе соntаins twо
intеnsivе адd onе mоrе wеak signals at _1 10, -l01 аnd *91 рpm. tlвt aссording]у геfеr tо the
Si atоms in thr units of (Sio)aSi (Q4), (sio)зsioH (Qз) anа ts;одsiсoЩ, iqi [29]. Тhе
sссоnd rangе has опе signai at _66 ppm йth irrtеnsivе shоuldег at -57 ppm approрriitе fоr thе
struсture units оf (Sio)зSiR' аnd (sio)2s(oн)R,, whеrе R. * сarboxyl-оontaining сhain' Тhе
ехistеnсе of suсh set оf struсturе units is a typiсal piсturе of FPХ, indiffеrеntly frоЬ thе natuге
оfthе funсtiоnal grоups and thе struсhше-adsоrptiоn сharaсtеristiсs [З0].
160
Tab|e 2 iists thе struсturе-adsorptiоn сhaтaсtеristiоs оf rhе samplеs studiеd. As оan bе
sееn 1iom this Тablе, thе sуnthеsizеd xеrоgеis havе wеll-dеvеlоpеd po.o..* strшсturеs. Тlrеir
spесifiс surfaсе агeas arе high (370 * 68о m2ig). Тhе avеragе porе diamеtеr сlеtеrminеd und'еr
assumptiоn оf суiindriсal pоrеs lvas tln thе bоrdеrlinе tlеtwееn miсrо- aлd mеsоpоrеs. An
inсrеasе in thе surfaое аrеа was оbsеrr,ed lvhеn thе ratio сhangеd from 2:1 {Tab|е 2'samplе Е)
tо 4:l (samplе С оr D). Тhе suгfaсе arеas inсrеasеs rvеl1 тnorе rvhеn рrоp5,i сhairrs 1saшplе г1arе сhаngеd intо еthyl groups (sarrplе C)'
Тalllе 2. Adsоrptiоn сharaоtеristiсs оf хеrоgе1 samо1еs
Samрlе S"р m,8 ;zo сmJ8.] Иlo, (\l,n ) t|rtl
C 6',75 2.2 (.1.7)
Г) 680 0.з5 2.1 (1 .8)
З1a О.23 2"5 (1 .7 t
F 52О 4.26 i .e (1.s)
Сomparing thе tехtrrrе сtrаraсtеristiсs of xеrоgеli ._y'th"'.i,*d *d.'
".'diс
соnditiоns
t-i abtе 2) with thе samе сhаraсtеristiсs tbr thе xеrogоis оbиinеd in 1hе alkaliпе rnеdium оr in
non.aquеous solvеnts with сatalysts;эrеsеnt suсh as F [15]. onе сan соnсludе 1hat in all сasеs
tlrе dеpеndеnое bеtwееn thе spтrtlrеsis соnditions and thе tеxtuге сhaгасtеrisl,iсs is similar.
Соnеlцsiоns
A simрlе prосеdl.rrе tbr thе synthеsis оf funсtiоnalizеd pоlysilоxanе хеrоgеls has bееn
dеi.g-lоpеd. Т1зе prооеduге was tlasеd оn ihе sоl-gеl mеthоd invсlv.ing сonveгsiоn (undеr rnild
соnditiоrts; оf al\:lnitrilеs of trialkохr'siiа.nеs to еstеrs. aiiоwing tlrе sfrтthеsis оf nоiе1 xеlюgеls
rvith alkуlсarbохyllс gloupfr. Тhе IR and i3С СP/N4AS Nl4R sресtrоiсорy stшtiiеs sirоwеd that
sоnre сartlохyliс gгоups сonvrrt io rstеr grоuрs) =Si(СH2)2 o, JС(o)oС2fis' Nitrоgеn arJsorрtiогr
shrdiеs shоwеd that thеso matеrials wеrе pоssеssеd thе wеlЬdеvеiореd rrriй-mеsороrоus
struсtцrеs еvidеnоеd by high suтfасе a::еas (S,o : з7{) - 680 rn2ig) and thе sizе оf pоrеsЪn tlrе
bordеrlinе bеf*еоn miсrороrеs and nrеsоporеs (w* = 1.g - 2.5 й1. ть.,* rnatетials sееm tо trе
prоmising fоr aррIiсatiоn tо adsоrptiоn tесhnоlоgy, сhrоmatоgraplry, and оthег rеiatеd arеas.
Aеknоwledgеrnеnt
Yu.L. Zut' thалls tо thе li'оyatr Sосiеty (U.K.) fоr finanсial sllрport.
Rеfеrеnrеs
1. Clrеmistry оf Siliсa Surfaсе / Еd. Сhuiko A.А. * K: UkriNTЕI,200]" _ v.] - 736 р.(inRuss.).
2, Zaitsе'i V.N. Сornpiехing Siiiсаs: S1nthеsis, Struсturе of Bоndеd Layеr and Surfaсе
Сhеmislry _ Khаr,kоv: Foliо, i997' - v. 1. _2З9 p. (in Russ').
З. Vansa-irt Е.F... Vaл Dеr Р. Vооrt Е"F.' Yranсkеn K.C. Сharaсtеrizatiоn and Chеmiсal
ft,{оdifiсation оf thе Siliсa Surfaое" _ Arnstеrdarn: Еlsеviеr, i995. * 550 р.4. Tефkh V.A., Bоlyakovа L.A. Chеmiсal Rеaсtiоns with Partiсipatiоn of Siliсa Surfaсе. -
K: Naukоva Dumka, 1991' _ 260 p. (in Russ.).
5' I,isiсlrkin G.V., Kuфar,.tsеv G.V., Sеrdaп A.A. ]vlodifiеd Siliсas in Sоrptiоrr, Analysis and
Сhгоmatоgraphy. _ Моsсоw: Khimiyа. 1986. - 248 p. (in Russ.).
6. Cartrохyоrganоsiliсas. асtivе fillеrs оfpol1mеrs lд.д.bhuikо,.G.Е.Рavlik, V.A.Тефkh еt
a|. ll UУ.r. Сhim.,Zh, - |966.- v. з2 - P. з71_376, (in R.uss.).
161
7' Starоvеrov S.М., Nеstеrеnkо P"N., Lisiсhliin G.V. Сhеmiсal mоdifiсatiоn of siliоas lоng-
сhain оrganiс соmрounсis i Rеports Моsсow Stаtе Univ.' Sеr. Chеm. - i980. * v. 2i" i.i 4
- P.31О-з7З. ( in Russ.) .
Siliсas with оhеmiсai insti]lеd оrganiс сonrpоuuds - thе sоrbеnts for liquid
сhrоmatоgraрhy / G'V. Lisiсhkin, S.М. Starovегov, A.A. Sеrdan et aI. ,tlСhemistrv оf oi] -
i98з'- v. 23, N 3-P.712-718 (in Russ.)'
9. Sil'сhеnko S.S., Кol'сhirrskii A.G., Chuikо A.A. Тhе synthеsis оf mоdifiсatеd siliсas with
using y.сyаnoprоpylmеthуldiсhlоrsilanе i Kоllоid. Zh. - \991. - v. 5з - P. 148-i52. (in
Russ.).
10. Asmus Р.A., Lои. C.-Е., Novоtny M. Рrеpаration and сhromatоgгaphiс еvaluation оf
сhеmiсally bondеd iоn-еxсhangе staсionаry phаsеs' II. Wеak and strоng сation
ехоhangеs / J. Сhтоmato gt. - 197 6. - У' 1 2З _ Р. 1 09-1 1 з.
Реrmanеntly bоndеd statiоnary phasеs in gаs and liquid сhтоmatograрhу / R'.v.
Vivilессhia, R.L. Соttеr, R.J. Lirnpеrt et a|. /l J. Сlrоmatоgr. - 1974.- v. 99 - Р.
40't*415.
Ungег K., Ni,amah D' DгuсkstaЬilе Iоnеnaustausсhеr aцf dеr Basis von porоsеrn
Siliсiurndiохid in dеr Stiulеnfliissigсhгomatograpirie / Сhrоtnatоgraрhia * |g,:,4. - v. ,7
* P. 6з-68.
Knох J.H., Рrydе А. Pеrfогmanсе and Sеlесtеd Apрliсatiоns of a Nец, Rangе of
Сhеmiсallу Bondеd Paсking Matеtials in нPLС i J. Сhлomatogr. * 1975, Y- 112 _ P.
171 - l 88 .
Еnvirоmеnta]ly friеndly сatalysis using suppоrtеd rеаgеnts сatalуtiс еpoхidation using а
сhеrniсally modifiеd siliсa gеl i A.J. Buttеrwоrth, J'н. Сlark, P.H. Wаlton, S.J. Barlow
// Сhеm, Соmmun. - 1996. - P. 1859*1860.
ZвЪ Yu.L, Design оf Funсtionalizеd Роlysilоxanе Adsоrbrnts аnd Thеir Еnviromental
Appliсations in: Sol-Gеl Меthods for Matегials Prосеssing (ARW NATO) /l Еds. P.
krnосеnzi, Yu.L. Zub and V.G. Kеsslеr l Dоrdrесht: Sрringеr, 2008. * Р ' \-29.
organosiliсоn сationitеs with сarbоxуliс groups in thе alkilе radiсals / М.V.
Sоbolеvskiy, К.P.Grinеviсh, A.I. Dеmсhеnko еt a1. // Рlastiсs Мass. * 1977, - N 2. - Р.
68. (in Russ.)
Shеludyakоv V D, Mirоnоv V F. organosiliсon Carbonatеs and Chloгoсarbonаtеs i
Russ. Chеm. Rеv' - |9,77 . - v. 46. N |2 -Р, 1|67-1'|87 .
S.Ттialkохysilylеthyl Dеrivatil,'еs of Тhiogiyсоliс Aсid and Pоlynеrs оn Thеir Basis /
Yu.N.Роzhydaеv, G.\Ъ.Zhyla, o.G.Yarоsh, A.I. Кirillo.r,, N.N.Vlasоva' М.G. Vorоnkоv
f/Zh.Gеn. Chеm. - 1997._У.67 - P. 1032-10з5.
Prерaratiоn оf a siliсa.suрpоrtеd pеroхyсarbохyliс aсid and its in thе еpохidatiоn оf
alkеnеs / J.A. Еlings, R. AiьМеddоur, J.H. Сlaгk, D.J. Мaсquаrriе ll Сhem. Соrnmun. -
1998.* P.27О7*2708.
Thе Systеrnatiс ldеntifiсatiоn оf organiс Cоmpounds / R.L.Shrinеr, R.С.Fuson.
D.Y.Сurtin, Т.С. Моrill * Nеw Yоrk: Wilеy, 1980._ 255 p'
Prybora N.A., Zub Yu.L., Chuikо A.A.' Jarоniео М. Sуnthеsis and prоpепiеs of sоmе
polyсarboщ,.lsiloхanе sorbеnts // Abstr. 2,.d Int. Соnf. оn Siliсa Sсiеnсе Ъnd Теоhnot. -
Мulhousе (Frаnсе) _ 2001 - P.171.
Мil'сhейо D.B., Kudryavtsеv G.V., Lisiсhkin G.V. Protoiуtiс еquilibria оn thе surfaсе
оf сarbохуl-сontaining siliсаs i/ Тheоr. Еxpеr. Сhеrn. - 1986. _ У.22, N 2. - P.
227_2з0,
Brunauеr J' S., Еmmеt Р' H., Теllor Е. Adsоrptiоn of Gasеs in Мultirnolесulаr Laуетs i
J' S. Brunauеr /l J. Аm. Сhеm. Sос. * i938. _ v. 60. _ P. 309_319.
12.
l J .
1 ^
l т .
15.
16 .
17 .
18 .
19 .
zv.
21.
22.
Zэ
zц
25.
21.
'28.
Jаroniес М', Krцk М., Sayaгi A. Thеrmоgravimеtriс СЬaractetizatiоn оf Меsоporous
Моlесular Siеvсs l/ Sfud" Surf. Sсi. Catal. * 2000. * У . 12g, - P. 587-596.
Kruk М., Jaroniео ]vl. and Sayаri A. Nitrogеn Adsоrptiоn Study оl NfСМ-41 ]\4оlесцlar
Siеvеs Synthеsizеd Using }{ydrюthеnrral Rеstruсturing l Аdsorptiоn. - 2000. * \i. 6. *
P . 4 7 - 5 1 .
26. Тhе Ilалdbооk of Infrarеd and Rarnаn Сharaсtеristiс Frсquеnсiеs оf orgaлiс Мо]ссulеs
// D.Lin-Viеn. N.B. Сolthirp. W.G. Fatеlеу, J.G. Grassеily * San Diеgо; Aсad. Рrеss,
l991. - -50З p.
irinл I-.P., Slinyakova I.B. Struсturе аnd tегrnodеstruсtiоn оf роli,organоsilохanе
хеrоgels Ьy lR spесtroscapу l/ Koiloid' Z|1. - |97 5. - v. з7. * P ' 72З1ig. (in Russ.).
Soiоrnon G., Fryhiе С. Оrganiс Сhеmisф, 9e Есlitiоn * Сhiglristеr: Wiiеy. 2008. *
I l 8 ( i p .
29' Еnsеlhardt G., Мiсhеl D. High-rеsolutiоn Sоiid.statе }^JМR оf Siliоatеs аnd Zеоiitеs _
СЫсhistеr: Wiiеy, ig87. * 405 p.
з0. Zub Yu.L., Сhuiko A.A.' Stсоhеnkо o.V. Synthesis, stгuсt,.lrе аnd shrrсturai-adsorptiоn
dеsсriptiоrrs оf sоmе pоlyаminоsiiохarrеs // Rеports оf NAS оf Ukrainе. _ 2002. _ P.
150*l5б. (in Uhailr.).
иCtIoЛЬЗОtsAItI4Е зOлЬ.ГEJIЬ IvlЕТОДA ДЛ'I lIОЛу-IrЕIItr{Я
IIoЛr4сIIJIoItCAI{CIBЬIх кСЕРОГЕ' IIпtrI, ФУE{I{ЦI,iOI{A.
ЛиЗOBA}IIiЬD( I(APБ0I{CIIJ{ЬнЬINII4 гРУIIIIAMpI
o.A. Дyдаpко', к}.л. Зyб1, М. Яронец2,lvl.Дfi(. Bайт3n Квихyа Янгa
,Инспumуm хuJv!'uu n{}веpхнotзnu xL\,l. О.О. t{уйкo lIацuoнwьнaй акаdемuu нс;ук Укpаuньt,
, o *,! i' !*#: HX:,f:#:; : ; :: " : :f: {;: ; ;: ;,*,'I.{.{кoлс; хl*uuчeскoй tlехнoлozuu flэЙва Сu, Свaлма, ГocуdаpсmвенньiЙ унuвеpсumеm
- Mucсuсunu,S39 Свaл.lуl Бtlлduне хllл,шчeскoй mехнoлoeuu, Muссuсunu, 39762, СIIIА,
,Qаляньськuй Инсmumуm хu't,tuuескoй фuзaкu, ул. Зoнdсхаlt 457, !алянь, 1]6023 Кum,ай
Pазpабomана .uеnlоdцка сul!Ше?а l]oвьrх noлuсlА|loксанoвьlх ксеDaеелеЙ.
сoEеpэюащltх ОсmаmКu nponuoнoвaй u ,лlасляной кuсJlo|n' Mеmadаыu Йi ' ,з.ё-.ciiiйi
ЯltrP спекmpОcКonuu уc/|lаъ'ОsIlе|1o, чmo чaсmь каpбoксшllzНЫх Zplnft cуuiесmвуеп в
пoЛучeнньlх l{сеpozеJlях в вudе эфupltьtх zpуnn, #i(СH)2 *o, jС(О)Оc2lI5, Аia,luз *Ъ*,,,'
аdсopбцuu азotnLl noкаЗсUt'
)чmo с'|н|?lеnupaванньtе oбpoзцil oaoidoi*"uo,,o*oй i;;;;;;;floвеpхнoс|?lьlо (370-680 м"/z), а cpеdнuй duaмenzp ui пop нахodurпся Irа zptt11uце j|.u1{po-
меЗoпapuсmОcmu u сoсmавrlяеm 2,] - 2,2 н"ъа.
B}IкOPиCTAIiI{я ЗoЛь.гЕЛt tv1ЕToДУ ДЛя OДЕPЖAIII{я
IIOJ IICиЛoкCAtICIBих ксЕРoгЕЛIB,
ФУнкцr0IIА*IIIЗ oBAних I{APБ oriсI4JIЬIIиуlI4 гPУIl AryIr4
o.A. flyдaркoi' Io.Л.3yбt, М. Ярoнeць2, N{.Д}it" Baйт3o Квixyа Яrrгa
,Iнcmumуrп хLмii| noвеpхнi iлl. О,О. Чуйка llацioналънof акаdелцti наук УкpаТнu, }7, вул, Генеpаltа
,в,ao*'ы,{3{i!!!,:*r;,:.';:::##:1o,o,'"o,^
зIIIкoла хiмiчнot пехнoлoeit,Цейва Сi. Свoшtа , fiеpэrcавнxйунiвepcumеп Micciciпi, 330 Cвoluуt
Бшdiнe хfuviчнoi mехнoлozit, tцtnоm Micicini, 39762' СIIIА
a,\аltяньcькuй Iнcmuпуn хilviuнoi фiзuюt , вул. Зoнdcхaн 457, ,\амнь, 116023 Кшnай
Poзpoбленo меmoduка cuнmву нoвшс noлicttлoкcс|нoвlЦ кcеpozелiв' щo lvicrnяmь Зсu,uuькu
npoпioнoвoi i маcлянot кшcлom. Mеmodаlllu IЧ tпо ''C СP/MАS Я^4P cneюnpocкonii вcmшtoвленo,
щo чacmulrа каpбaксuЛь'|\лс еpуn в odеpэtсанlлс кcеpoaеЛ'lх icнус у вшllяdi ефipн|Lх zpуn {i(СII)э
фo 3C(О)ОС2II5. Аналiз iзomepла gdcopбцii сrЗomу noксlЗвв' щo cuнmвoванi зpaзю l|сюfnь вucolg)
numoJуq) noвеpхI''a (37ь680 лl,/z1, а cеpеdнiй diамеmp iх nap пеpебувае на лlеcrci лliкpo-
мeЗonopuсmоcmi i склаdаe 2,]-2,2 tlлц.
164
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-373 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-03-12T17:10:41Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/b9/5b497fa7be599dfc26a774eadb86ecb9.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-3732018-11-27T09:39:36Z The sol-gel method for preparation of polysiloxane xerogels containing carboxylic functionality Использование золь-гель метода для полученияполисилоксановых ксерогелей, функциоализованных карбоксильними групами Використання золь-гель методу для одержання полісилоксанових ксерогелів, функціоналізованих карбоксильними групами Dudarko, O. A. Zub, Yu. L. Jaroniec, M. White, M. G. Yang, Qihua A procedure has been developed for synthesis of new polysiloxane xerogels with propionic and butyric acid-type groups. The procedure is based on the sol-gel method and involves the conversion of 2-cyanoethyItriethoxysilane (or 4-(triethoxysilyl)butyronitrile) to an ester with its subsequent hydrolytic polycondensation reaction. The conversion proceeds under mild conditions and requires a gaseous HCl and the presence of tetraethoxysilane, Si(OCjHs)4. The IR and I3C CP/MAS NMR spectroscopy studies showed that some carboxylic groups were converted to an ester as ^fti(CHi)2 or sC(0)0C2Hs using this procedure. Nitrogen adsorption analysis indicated that the resulting samples possessed pores on the borderline between micro- and mesopores (average micropore width was equal to 2.1-2.2 nm) and exhibited high BET specific surface areas (370-680 m2/g). Разработана методика синтеза новых полисшоксановых ксерогепей, содержащих остатки пропионовой и масляной кислот. Методами ИК u I3C CP/MAS ЯМР спектроскопии установлено, что часть карбоксильных групп существует в полученных ксерогелях в виде эфирных групп, ^i(CH^2 шт зС(0)0С2Нj. Анализ изотерм адсорбции азота показал, что синтезированные образцы обладают высокой удельной поверхностью (370—680 м /г), а средний диаметр их пор находится на границе микро-мезопористости и составляет 2,1 — 2,2 нм. Розроблена методика синтезу нових полісилоксанових ксерогелів, що містять залишки пропіонової і масляної кислот. Методами 14 та 13С СР/MAS ЯМР спектроскопії встановлено, що частина карбоксильних груп в одержаних ксерогелях існує у вигляді ефірних груп sßi(CH^2 або зС(0)0С2Н5. Аналіз ізотерм адсорбції азоту показав, що синтезовані зразки мають високу питому поверхню (370-680 м /г), а середній діаметр їх пор перебуває на межі мікро-мезопористості і складає 2,1-2,2 нм. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2009-08-09 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/373 Surface; No. 1(16) (2009): Surface; 155-164 Поверхность; № 1(16) (2009): Поверхность; 155-164 Поверхня; № 1(16) (2009): Поверхня; 155-164 3154-8091 3154-8083 en https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/373/370 Авторське право (c) 2009 O.A. Dudarko, Yu.L. Zub, M. Jaroniec, M.G. White, Qihua Yang |
| spellingShingle | Dudarko, O. A. Zub, Yu. L. Jaroniec, M. White, M. G. Yang, Qihua Використання золь-гель методу для одержання полісилоксанових ксерогелів, функціоналізованих карбоксильними групами |
| title | Використання золь-гель методу для одержання полісилоксанових ксерогелів, функціоналізованих карбоксильними групами |
| title_alt | The sol-gel method for preparation of polysiloxane xerogels containing carboxylic functionality Использование золь-гель метода для полученияполисилоксановых ксерогелей, функциоализованных карбоксильними групами |
| title_full | Використання золь-гель методу для одержання полісилоксанових ксерогелів, функціоналізованих карбоксильними групами |
| title_fullStr | Використання золь-гель методу для одержання полісилоксанових ксерогелів, функціоналізованих карбоксильними групами |
| title_full_unstemmed | Використання золь-гель методу для одержання полісилоксанових ксерогелів, функціоналізованих карбоксильними групами |
| title_short | Використання золь-гель методу для одержання полісилоксанових ксерогелів, функціоналізованих карбоксильними групами |
| title_sort | використання золь-гель методу для одержання полісилоксанових ксерогелів, функціоналізованих карбоксильними групами |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/373 |
| work_keys_str_mv | AT dudarkooa thesolgelmethodforpreparationofpolysiloxanexerogelscontainingcarboxylicfunctionality AT zubyul thesolgelmethodforpreparationofpolysiloxanexerogelscontainingcarboxylicfunctionality AT jaroniecm thesolgelmethodforpreparationofpolysiloxanexerogelscontainingcarboxylicfunctionality AT whitemg thesolgelmethodforpreparationofpolysiloxanexerogelscontainingcarboxylicfunctionality AT yangqihua thesolgelmethodforpreparationofpolysiloxanexerogelscontainingcarboxylicfunctionality AT dudarkooa ispolʹzovaniezolʹgelʹmetodadlâpolučeniâpolisiloksanovyhkserogelejfunkcioalizovannyhkarboksilʹnimigrupami AT zubyul ispolʹzovaniezolʹgelʹmetodadlâpolučeniâpolisiloksanovyhkserogelejfunkcioalizovannyhkarboksilʹnimigrupami AT jaroniecm ispolʹzovaniezolʹgelʹmetodadlâpolučeniâpolisiloksanovyhkserogelejfunkcioalizovannyhkarboksilʹnimigrupami AT whitemg ispolʹzovaniezolʹgelʹmetodadlâpolučeniâpolisiloksanovyhkserogelejfunkcioalizovannyhkarboksilʹnimigrupami AT yangqihua ispolʹzovaniezolʹgelʹmetodadlâpolučeniâpolisiloksanovyhkserogelejfunkcioalizovannyhkarboksilʹnimigrupami AT dudarkooa vikoristannâzolʹgelʹmetodudlâoderžannâpolísiloksanovihkserogelívfunkcíonalízovanihkarboksilʹnimigrupami AT zubyul vikoristannâzolʹgelʹmetodudlâoderžannâpolísiloksanovihkserogelívfunkcíonalízovanihkarboksilʹnimigrupami AT jaroniecm vikoristannâzolʹgelʹmetodudlâoderžannâpolísiloksanovihkserogelívfunkcíonalízovanihkarboksilʹnimigrupami AT whitemg vikoristannâzolʹgelʹmetodudlâoderžannâpolísiloksanovihkserogelívfunkcíonalízovanihkarboksilʹnimigrupami AT yangqihua vikoristannâzolʹgelʹmetodudlâoderžannâpolísiloksanovihkserogelívfunkcíonalízovanihkarboksilʹnimigrupami AT dudarkooa solgelmethodforpreparationofpolysiloxanexerogelscontainingcarboxylicfunctionality AT zubyul solgelmethodforpreparationofpolysiloxanexerogelscontainingcarboxylicfunctionality AT jaroniecm solgelmethodforpreparationofpolysiloxanexerogelscontainingcarboxylicfunctionality AT whitemg solgelmethodforpreparationofpolysiloxanexerogelscontainingcarboxylicfunctionality AT yangqihua solgelmethodforpreparationofpolysiloxanexerogelscontainingcarboxylicfunctionality |