Preparation of porous silica nanocomposites from montmorillonite using sol-gel approach

Abstract

Об'єктом дослiдження є монтморилонiт, який завдяки своїм властивостям i будовi проявляє високi сорбцiйнi характеристики. Однак суттєвою перешкодою його використання в промислових технологiях водоочищення є схильнiсть монтморилонiту самочинно диспергуватись в водних розчинах на елементарнi структурнi пакети i утворювати стiйкi зависi. Це призводить до виникнення складнощiв при роздiленнi твердої i рiдкої фаз пiсля проведення процесу сорбцiї. Авторами був використаний золь-гель метод синтезу нанокомпозитних матерiалiв на основi монтморилонiту з використанням тетраетоксисилану в якостi гелеутворюючої речовини. Синтез включає в себе реакцiю гiдролiзу тетраетоксисилану i наступною полiконденсацiєю молекул кремнекислоти з гiдроксильними групами монтморилонiту. Отриманi зразки поєднують в собi хорошi сорбцiйнi властивостi шаруватого мiнералу та мiцну каркасну структуру. Така структура синтезованих нанокомпозитiв забезпечується наявнiстю силоксанових зв'язкiв, якими елементарнi пакети монтморилонiту з'єднанi мiж собою. Це, в свою чергу, сприяє збiльшенню водостiйкостi експериментальних зразкiв. Згiдно з результатами реологiчних дослiджень, основнi процеси структуроутворення у вихiдних водно-спиртових суспензiях продуктiв гiдролiзу тетраетоксисилану та монтморилонiту вiдбуваються при концентрацiї кремнезему 1 %, що пов'язано з колоїдно-хiмiчними властивостями дослiджуваних систем. Обробка монтморилонiту продуктами гiдролiзу тетраетоксисилану приводить до утворення матерiалу з нижчою здатнiстю до набухання та кращим роздiленням рiдкої та твердої фаз. Оптимальний вмiст кремнезему у зразку, який знаходиться в iнтервалi 0,1-14 %, дає змогу зменшити оптичну густину розчинiв у 2,5 рази у порiвняннi з вихiдним монтморилонiтом. Синтезованi матерiали зберiгають достатньо високу сорбцiйну ємнiсть щодо вилучення катiонного барвника метиленового блакитного (до 158 мг/г), яка зростає при збiльшеннi вмiсту глинистого мiнералу. А також мають вищу селективнiсть (до 3,4 дм 3 /мг).

Tunable Colloidal Properties of Lauramidopropyl Betaine and Li Co-modified Montmorillonite in Ethanol/Water

“…Mixing ethanol with water modulates the water solubility, density, and viscosity, as well as the stability of polymers, drugs, and proteins by modifying hydrophobic interactions . However, Mt exhibits less swelling and poor dispersibility in ethanol and ethanol/water mixtures due to the low strength of the interaction between the dispersion medium and the Mt particles. , Moreover, ethanol has lower polarity, lower dielectric and weaker hydrogen bonding compared with water, which together hinder the solvent from entering the interlayer of Mt and thereby affects the solvation of any molecules within the interlayer of Mt . The arrangements of Mt layers into long flexible arrangements of overlapping face–face associations (band-type networks) were shown to contract to form thicker particle aggregates as the ethanol content in ethanol/water increased. , Pujala et al.…”