Silica adsorbents with organosilsesquioxane fragments containing organic radicals have been obtained for use in the adsorption separation of oxygen-argon mixtures by the PSA method. The sol-gel scheme of the process of directed copolycondensation of the reagent mixture was chosen as the basic method for the synthesis of adsorbents. The obtained materials were characterized by thermogravimetry and low-temperature nitrogen adsorption. The results of studying their adsorption properties for oxygen and argon are presented. The highest selectivity for argon was demonstrated by a silica sample containing (diethylaminomethyl)silsesquioxy groups with the maximum value of the total volume of micro- and mesopores and a wide distribution of mesopore volumes by radii.
Marina B. Alekhina – Doctor of Chemical Sciences, Professor, Professor of the Department of Technology of Inorganic Substances and Electrochemical Processes, Mendeleev University of Chemical Technology of Russia (MUCTR), Moscow, Russia
Anatoly G. Ivanov – Candidate of Chemical Sciences, senior researcher, State Research Institute of Chemistry and Technology of Organoelement Compounds, Moscow, Russia
Valery L. Volkov – postgraduate student of the Department of Technology of Inorganic Substances and Electrochemical Processes, Mendeleev University of Chemical Technology of Russia (MUCTR), Moscow, Russia
Semyon A. Borodin – postgraduate student of the Department of Technology of Inorganic Substances and Electrochemical Processes, Mendeleev University of Chemical Technology of Russia (MUCTR), Moscow, Russia
1. Prado A. G. S., Arakaki L. N. H., Airoldi C. Adsorption and separation of cations on chemically modified silica gel synthesized via the sol-gel process // J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2001. No. 14. Р. 2206 – 2209.
2. El-Nasser A. A., Parish R. V. Solid polysiloxane ligands containing glicine- or iminodiacetate-groups: synthesis and application to binding and separation of metal ions // J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1999.No. 19. P. 3463 – 3466. DOI:10.1039/A903258D
3. Seisenbaeva G. A., Ali Lamiaa M. A., Vardanyan A., еt al. Mesoporous silica adsorbents modified with amino polycarboxylate ligands – functional characteristics, health and environmental effects // J. Hazardous Mater. 2021. No. 406. P. 124698. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2020.124698
4. Baney R. H., Itoh M., Sakakibara A., Suzuki T. Silsesquioxanes // Chem. Rev. 1995. V. 95, No. 5. Р. 1409 – 1430. DOI: 10.1021/cr00037a012
5. Бочкарева С. С. Синтез гибридных композитов золь-гель методом // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2016. Т. 6, № 3. С. 81 – 93. DOI: 10.21285/2227-2925-2016-6-3-81-93
6. Zhang Fengrui, Su Dong, He Jian, еt al. Methyl modified SiO2 aerogel with tailored dual modal pore structure for adsorption of organic solvents // Mater. Lett. 2019. No. 238. P. 202 – 205. DOI: 10.1016/j.matlet.2018.12.010
7. Чукин Г. Д. Химия поверхности и строение дисперсного кремнезема. М.: Типография «Паладин», 2008. 172 с.
8. Лыгин В. И. Модели «жесткой» и «мягкой» поверхности. Конструирование микроструктуры поверхности кремнеземов // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева). 2002. Т. 46, № 3. С. 12 – 18.
9. Химия привитых поверхностных соединений / под ред. Г. В. Лисичкина.М.: Физматлит, 2003. 592 с.
10. Шумяцкий Ю. И. Адсорбционные процессы с циклическим изменением давления на стадиях адсорбции и регенерации. В кн. «Адсорбция, адсорбенты и адсорбционные процессы в нанопористых материалах». М.: Изд. группа «Граница», 2011. С. 480 – 489.
11. Воронецкий А. В. Сравнительная оценка эффективности применения криогенной и адсорбционной технологий для производства кислорода с чистотой 93 // Главный механик. 2020. № 7. С. 54 – 67.
12. Marcinek A., Barcia P., Guderian J. Scale-up analysis of a twin-bed PSA pilot plant // Adsorption. 2023. V. 29, No. 3–4. Р. 125 – 139.
13. Савельева А. С., Баруздина Е. А., Князев А. С., Мамонтов Г. В. Влияние содержания серебра в низкомодульных цеолитах AgLiLSX на эффективность разделения воздуха и получение кислорода // VII Всерос. науч. конф. «Актуальные проблемы теории и практики гетерогенных катализаторов и адсорбентов»: материалы конференции. 28 июня – 1 июля 2023 г. Иваново – Суздаль. Иваново: Изд-во Иван. гос. хим.-технол. ун-та, 2023. С. 421–422.
14. Савин И. А., Калачев М. В., Савина А. И. Анализ лазерной резки углеродистой стали в среде кислорода // Научный вестник. 2017. № 1(11). С. 143 – 155.
15. Мирошниченко Ю. В., Еникеева Р. А., Перфильев А. Б., Кассу Е. М. Ретроспективный анализ отечественных фармакопейных статей на кислород медицинский // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2017. № 1(57). С. 194 – 197.
16. Иванов А. Г., Копылов В. М., Иванова В. Л. и др. Получение органоалкоксисилоксанов частичным ацидолизом органоалкоксисиланов // Журнал общей химии. 2012. Т. 82, № 1. С. 69 – 75.
17. Воронков М. Г., Милашкевич В. П., Южелевский Ю. А. Силоксановая связь. Новосибирск: Наука, 1976. 418 с.
18. Денисов Е. Т., Метелица Д. И. Окисление бензола // Успехи химии. 1968. Т. 37. С. 1547 – 1566.
19. Roshchina T. M., Davydov V. Y., Khrustaleva N. M., еt al. Adsorption properties of silica with chemically bonded amino and guanidino groups // Adsorption Science and Technology. 1997. V. 15, No. 3. P. 147 – 154. DOI: 10.1177/026361749701500301
20.Решетникова Ю. А., Дудоладов А. О., Алехина М. Б., Иванов А. Г. Адсорбция азота, кислорода и аргона на полиорганосилоксанах с различными функциональными группами // Сорбционные и хроматографические процессы. 2021. Т. 21, № 1. С. 33 – 41. DOI: 10.17308/sorpchrom.2021.21/3217
21. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость / пер. с англ., 2-е изд. М.: Мир, 1984. 306 с.
22. Киселев А. В. Межмолекулярные взаимодействия в адсорбции и хроматографии. М.: Высш. шк., 1986. 360 с.
23. Shi J., Zhou Q., Sun K., еt al. Understanding adsorption behaviors of organic friction modifiers on hydroxylated SiO2 (001) surfaces: effects of molecular polarity and temperature // Langmuir. 2020. V. 36, No. 29. S. 8543 – 8553. DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c01386
The article can be purchased
electronic!
PDF format
700 руб
DOI: 10.14489/glc.2025.08.pp.036-044
Article type:
Research Article
Make a request