?-Циклодекстрин-МСМ-41 кремнезем як перспективний адсорбент для вилучення слідових кількостей ароматичних сполук з води
Aromatic compounds are organic contaminants in aqueous streams of various industries. Even at low concentration, benzene and its derivatives are toxic agents. Silicas are promising materials for benzene and phenol adsorption from water mixtures due to their unique physical and chemical properties. I...
Gespeichert in:
| Datum: | 2016 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2016
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/402 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543883256659968 |
|---|---|
| author | Trofymchuk, I. M. Roik, N. V. Belyakova, L. A. |
| author_facet | Trofymchuk, I. M. Roik, N. V. Belyakova, L. A. |
| author_sort | Trofymchuk, I. M. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:15:22Z |
| description | Aromatic compounds are organic contaminants in aqueous streams of various industries. Even at low concentration, benzene and its derivatives are toxic agents. Silicas are promising materials for benzene and phenol adsorption from water mixtures due to their unique physical and chemical properties. In this research, we realized sol-gel synthesis of ?-cyclodextrin-MCM 41 silica using ?-cyclodextrin-containing silane and tetraethyl orthosilicate as silica sources in the presence of ionic template (cetyltrimethylammonium bromide). ?-Cyclodextrin-silane was prepared by modification of (3 aminopropyl)triethoxysilane with oligosaccharide activated by N,N'-carbonyldiimidazole. The successful incorporation of ?-cyclodextrin moieties in silica is verified by means of FT-IR spectroscopy and quantitative chemical analysis. Obtained ?-cyclodextrin-MCM 41 silica was characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and low-temperature adsorption-desorption of nitrogen. On the basis of analysis, ?-cyclodextrin-MCM 41 silica is well-ordered mesoporous material with high surface area (about 800 m2 g–1) and sufficient oligosaccharide group loading (up to 0.022 µmol m–2). Adsorption of benzene and phenol from aqueous solutions on ?-cyclodextrin-MCM 41 silica was studied as the function of time and equilibrium concentration. Greater specificity of aromatic compounds adsorption for ?-cyclodextrin-MCM-41 silica in comparison with MCM-41 was demonstrated. Moreover, the higher adsorption performance of ? cyclodextrin MCM 41 silica towards benzene and their adsorptive affinity to phenol can be useful in the separation of aromatic compounds. The proposed synthesis approach may be applicable for obtaining of ordered ?-cyclodextrin-containing functional materials with high affinity to aromatic compounds of suitable geometry for water treatment. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:32:48Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-402 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:07:41Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-4022022-06-29T10:15:22Z ?-cyclodextrin-MCM-41 silica as promising adsorbent for the trace amounts removal of aromatics from water ?-Циклодекстрин-МСМ-41 кремнезем как перспективный адсорбент для извлечения следовых количеств ароматических соединений из воды ?-Циклодекстрин-МСМ-41 кремнезем як перспективний адсорбент для вилучення слідових кількостей ароматичних сполук з води Trofymchuk, I. M. Roik, N. V. Belyakova, L. A. MCM-41 β-cyclodextrin sol-gel synthesis adsorption aromatic compounds MCM-41 β-циклодекстрин золь-гель синтез адсорбція ароматичні сполуки MCM-41 β-циклодекстрин золь-гель синтез адсорбция ароматические соединения Aromatic compounds are organic contaminants in aqueous streams of various industries. Even at low concentration, benzene and its derivatives are toxic agents. Silicas are promising materials for benzene and phenol adsorption from water mixtures due to their unique physical and chemical properties. In this research, we realized sol-gel synthesis of ?-cyclodextrin-MCM 41 silica using ?-cyclodextrin-containing silane and tetraethyl orthosilicate as silica sources in the presence of ionic template (cetyltrimethylammonium bromide). ?-Cyclodextrin-silane was prepared by modification of (3 aminopropyl)triethoxysilane with oligosaccharide activated by N,N'-carbonyldiimidazole. The successful incorporation of ?-cyclodextrin moieties in silica is verified by means of FT-IR spectroscopy and quantitative chemical analysis. Obtained ?-cyclodextrin-MCM 41 silica was characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and low-temperature adsorption-desorption of nitrogen. On the basis of analysis, ?-cyclodextrin-MCM 41 silica is well-ordered mesoporous material with high surface area (about 800 m2 g–1) and sufficient oligosaccharide group loading (up to 0.022 µmol m–2). Adsorption of benzene and phenol from aqueous solutions on ?-cyclodextrin-MCM 41 silica was studied as the function of time and equilibrium concentration. Greater specificity of aromatic compounds adsorption for ?-cyclodextrin-MCM-41 silica in comparison with MCM-41 was demonstrated. Moreover, the higher adsorption performance of ? cyclodextrin MCM 41 silica towards benzene and their adsorptive affinity to phenol can be useful in the separation of aromatic compounds. The proposed synthesis approach may be applicable for obtaining of ordered ?-cyclodextrin-containing functional materials with high affinity to aromatic compounds of suitable geometry for water treatment. В этом исследовании осуществлен золь-гель синтез ?-циклодекстрин-MCM-41 кремнезема с использованием ?-циклодекстринсодержащего силана и тетраэтилортосиликата (в качестве источников кремнезема) в присутствии ионного темплата (цетилтриметиламмоний бромида). ?-циклодекстрин-содержащий силан был получен путем модифицирования (3-аминопропил)триэтоксисилана олигосахаридом, активированным N,N'-карбонилдиимидазолом. Успешное введение ?-циклодекстриновых фрагментов в кремнезем было подтверждено с помощью Фурье-ИК спектроскопии и количественного химического анализа. Полученный ?-циклодекстрин-MCM-41 кремнезем охарактеризован методами рентгеновской дифракции, трансмиссионной электронной микроскопии и низкотемпературной адсорбции-десорбции азота. Изучена адсорбция бензола и фенола из водных растворов на ?-циклодекстрин-MCM-41 кремнеземе в зависимости от длительности контакта и равновесной концентрации адсорбтива. Продемонстрирована более высокая специфичность адсорбции ароматических соединений на ?-циклодекстрин-MCM-41 кремнеземе по сравнению с MCM-41. У цьому дослідженні здійснено золь-гель синтез ?-циклодекстрин-MCM-41 кремнезему з використанням ?-циклодекстринвмісного силану і тетраетилортосилікату (як джерел кремнезему) в присутності йонного темплату (цетилтриметиламоній броміду). ?-Циклодекстринвмісний силан було одержано шляхом модифікування (3-амінопропіл)триетоксисилану олігосахаридом, який активували у присутності N,N'-карбонілдиімідазолу. Успішне введення ?-циклодекстринових фрагментів у кремнезем було підтверджено за допомогою Фур’є-ІЧ спектроскопії та кількісного хімічного аналізу. Одержаний ?-циклодекстрин-MCM-41 кремнезем охарактеризовано методами рентгенівської дифракції, трансмісійної електронної мікроскопії та низькотемпературної адсорбції-десорбції азоту. Вивчено адсорбцію бензену та фенолу з водних розчинів на ?-циклодекстрин-MCM-41 кремнеземі в залежності від тривалості контакту та рівноважної концентрації адсорбтиву. Продемонстрована більша специфічність адсорбції ароматичних сполук на ?-циклодекстрин-MCM-41кремнеземі у порівнянні з MCM-41. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2016-11-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/402 10.15407/hftp07.04.421 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 7 No. 4 (2016): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 421-431 Химия, физика и технология поверхности; Том 7 № 4 (2016): Химия, физика и технология поверхности; 421-431 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 7 № 4 (2016): Хімія, фізика та технологія поверхні; 421-431 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp07.04 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/402/399 Copyright (c) 2016 I. M. Trofymchuk, N. V. Roik, L. A. Belyakova |
| spellingShingle | MCM-41 β-циклодекстрин золь-гель синтез адсорбція ароматичні сполуки Trofymchuk, I. M. Roik, N. V. Belyakova, L. A. ?-Циклодекстрин-МСМ-41 кремнезем як перспективний адсорбент для вилучення слідових кількостей ароматичних сполук з води |
| title | ?-Циклодекстрин-МСМ-41 кремнезем як перспективний адсорбент для вилучення слідових кількостей ароматичних сполук з води |
| title_alt | ?-cyclodextrin-MCM-41 silica as promising adsorbent for the trace amounts removal of aromatics from water ?-Циклодекстрин-МСМ-41 кремнезем как перспективный адсорбент для извлечения следовых количеств ароматических соединений из воды |
| title_full | ?-Циклодекстрин-МСМ-41 кремнезем як перспективний адсорбент для вилучення слідових кількостей ароматичних сполук з води |
| title_fullStr | ?-Циклодекстрин-МСМ-41 кремнезем як перспективний адсорбент для вилучення слідових кількостей ароматичних сполук з води |
| title_full_unstemmed | ?-Циклодекстрин-МСМ-41 кремнезем як перспективний адсорбент для вилучення слідових кількостей ароматичних сполук з води |
| title_short | ?-Циклодекстрин-МСМ-41 кремнезем як перспективний адсорбент для вилучення слідових кількостей ароматичних сполук з води |
| title_sort | ?-циклодекстрин-мсм-41 кремнезем як перспективний адсорбент для вилучення слідових кількостей ароматичних сполук з води |
| topic | MCM-41 β-циклодекстрин золь-гель синтез адсорбція ароматичні сполуки |
| topic_facet | MCM-41 β-cyclodextrin sol-gel synthesis adsorption aromatic compounds MCM-41 β-циклодекстрин золь-гель синтез адсорбція ароматичні сполуки MCM-41 β-циклодекстрин золь-гель синтез адсорбция ароматические соединения |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/402 |
| work_keys_str_mv | AT trofymchukim cyclodextrinmcm41silicaaspromisingadsorbentforthetraceamountsremovalofaromaticsfromwater AT roiknv cyclodextrinmcm41silicaaspromisingadsorbentforthetraceamountsremovalofaromaticsfromwater AT belyakovala cyclodextrinmcm41silicaaspromisingadsorbentforthetraceamountsremovalofaromaticsfromwater AT trofymchukim ciklodekstrinmsm41kremnezemkakperspektivnyjadsorbentdlâizvlečeniâsledovyhkoličestvaromatičeskihsoedinenijizvody AT roiknv ciklodekstrinmsm41kremnezemkakperspektivnyjadsorbentdlâizvlečeniâsledovyhkoličestvaromatičeskihsoedinenijizvody AT belyakovala ciklodekstrinmsm41kremnezemkakperspektivnyjadsorbentdlâizvlečeniâsledovyhkoličestvaromatičeskihsoedinenijizvody AT trofymchukim ciklodekstrinmsm41kremnezemâkperspektivnijadsorbentdlâvilučennâslídovihkílʹkostejaromatičnihspolukzvodi AT roiknv ciklodekstrinmsm41kremnezemâkperspektivnijadsorbentdlâvilučennâslídovihkílʹkostejaromatičnihspolukzvodi AT belyakovala ciklodekstrinmsm41kremnezemâkperspektivnijadsorbentdlâvilučennâslídovihkílʹkostejaromatičnihspolukzvodi |