Структура и сорбционные свойства мезопористых кремнеземов, синтезированных при варьировании температуры и кремниевой основы

Упорядоченные мезопористые кремнезёмы могут быть использованы как эффективные адсорбенты для выделения и очистки веществ различной полярности. Ранее было показано, что такие материалы способны селективно сорбировать α-токоферол и β-каротин. Однако для достижения максимальной эффективности процесса необходим выбор оптимальных условий синтеза сорбентов. Множество работ посвящено рассмотрению изменений структурных характеристик в зависимости от условий синтеза. Однако корреляция между этими условиями и сорбционными свойствами практически не изучена. Цель работы - изучение структурных и сорбционных свойств наноструктурированных аналогов SBA-15 при варьировании температуры и источника оксида кремния. Синтез кремнезёмов осуществляли методом золь-гель синтеза с гидротермальной обработкой в реакционной смеси, включающей коллоидный раствор силиката Ludox HS-40 или тетраэтоксисилан в качестве источника оксида кремния, Pluronic P123, HCl и H2O. Методами низкотемпературной адсорбции/десорбции азота и ИК-спектроскопии проведён анализ структуры синтезированных материалов. Методом динамического рассеяния света изучено мицеллообразование триблоксополимера Pluronic P123 в зависимости от температуры. Влияние температуры на свойства кремнезёмов проявляется, прежде всего, в зависимости мицеллообразования триблоксополимера от указанного параметра. В условиях синтеза из тетраэтоксисилана при температурах выше 21 °C образуются материалы с упорядоченной структурой, т. к. в этих условиях формируется гексагональная фаза шаблона. При этом в случае использования в качестве источника оксида кремния Ludox HS-40 не удалось получить материалы с аналогичной структурой, требуется изменение кислотности среды. Рассмотрена сорбция в статических условиях α-токоферола и β-каротина синтезированными материалами. Проведено сопоставление сорбционных свойств кремнезёмов с их структурой и природой сорбционных центров. Отмечено, что количество сорбированного вещества выше для материалов с большей площадью поверхности и высокой степенью упорядочения.