SBA-15 modyfikowane diatomitem Małgorzata Skibińska Zakład Krystalografii, Wydział Chemii, Uniwersytet Marii Curie- Skłodowskiej Pl. Marii Curie-Skłodowskiej 2, 20-031 Lublin Diatomity to luźne, porowate, lekkie skały pochodzenia organogenicznego. Powstały w wyniku akumulacji i zagęszczenia okrzemek. Zbudowane są w 60-95% z amorficznej krzemionki. MAKROPORY SBA-15 jest mezoporowatą krzemionką. Charakteryzuje ją równolegle uporządkowana struktura. Składa się z wielu wzajemnie połączonych kanałów, cylindrycznych porów i grubych ścian. Pory nie przecinają się i tworzą heksagonalną strukturę. Otrzymywana jest poprzez zastosowanie kopolimeru trójblokowego PEO20-PPO70-PEO20, zwanego P123. Powierzchnia materiału waha się w granicach od 600 do 1000 m2/g, w zależności od czasu trwania i temperatury poszczególnych etapów syntezy. Średnica porów jest na poziomie od 40 do 80 Å, a objętość 0.8-1.2 ml/g. SYNTEZA 72ml HCl (2M)+2g Pluronic+ 4.65 ml TEOS Diatomit (0.5, 1.0, 1.5 g) Mieszanie przez 24 h w temp. 4ooC Proces starzenia 48 h w 100oC Kalcynacja 5 h w 550oC Hydroliza i kondensacja TEOS Intensywność [jednostki względne] 2θ [o] Rys. 5. Wykres rozkładu objętości porów (BJH adsorpcja) 3 próbek materiału: - próbka 1- SBA-15-diatmoit0.5, - próbka 2- SBA-15-diatomit1.0, - próbka 3- SBA-15-diatmoit1.5 Rys. 6.Liniowa izoterma adsorpcji i desorpcji azotu 3 próbek materiału: - próbka 1- SBA-15-diatmoit0.5, - próbka 2- SBA-15-diatomit1.0, - próbka 3- SBA-15-diatmoit1.5. Rys. 1. Dyfraktogram czystego SBA-15. Rys. 2. Dyfraktogram próbek SBA-15-diatomit. Tabela 1. Parametry charakteryzujące piki z dyfraktogramu SBA-15. Tabela 2. Parametry charakteryzujące piki z dyfraktogramu SBA-15-diatomit. Lp. I 2θ d [Å] hkl a [nm] 1 13148 0.96 91.9487 100 10.63 2 2928 1.64 53.8249 110 10.77 3 2264 1.88 46.9541 200 10.86 Lp. I 2θ d [Å] hkl a [nm] SMD3 117725 1.58 56.02 100 6.47 52201 1.80 48.92 110 7.99 22278 2.38 37.15 200 8.58 11139 2.72 32.47 210 8.38 SMD4 64289 1.55 54.11 6.25 41659 1.75 50.44 8.24 14744 2.34 37.72 8.71 10265 2.67 33.02 8.53 Tabela 3. Powierzchnia badanych próbek. Tabela 4. Rozmiary porów badanych próbek. Próbka BET [m2/g] Langmuir [m2/g] t-Plot (mikropory) [m2/g] t-Plot (zewnętrzna) [m2/g] BJH adsorpcja [m2/g] BJH desorpcja [m2/g] SBA-15-diatomit0.5 617 970 63 554 489 585 SBA-15-diatomit1.0 389 613 46 343 339 403 SBA-15-diatomit1.5 314 441 47 267 279 332 Próbka BET [Ǻ] BJH adsorpcja [Ǻ] BJH desorpcja [Ǻ] SBA-15-diatomit0.5 60 63 58 SBA-15-diatomit1.0 66 65 59 SBA-15-diatomit1.5 67 aśr= 10.75 nm Tabela 5. Objętości porów badanych próbek. Próbka Całkowita [cm3/g] t-Plot [cm3/g] BJH adsorpcja [cm3/g] BJH desorpcja [cm3/g] SBA-15-diatomit0.5 0.92 0.031 0.77 0.84 SBA-15-diatomit1.0 0.64 0.02 0.55 0.60 SBA-15-diatomit1.5 0.53 0.46 0.50 Zastosowanie dodatku diatomitu w klasycznej syntezie SBA-15 pozwala uzyskać materiały o nowych właściwościach. Materiały te są mezoporowate, o różnej powierzchni właściwej, powierzchni mikroporów i objętości porów w zależności od ilości dodawanego diatomitu. Syntezowane materiały posiadają strukturę uporządkowaną ale jest to inna struktura niż klasyczna struktura SBA-15. Rys. 4. Widmo FT-IR 3 próbek materiału: - próbka 1- SBA-15-diatmoit0.5, - próbka 2- SBA-15-diatomit1.0, - próbka 3- SBA-15-diatmoit1.5. Rys. 3. Zdjęcia TEM próbek SBA-15-diatomit obrazujące heksagonalne pory i podłużne kanały w cząsteczkach.