Адсорбція різних сполук на нанооксидах, вихідних та по–різному тренованих
Анотація
Особливості міжфазних явищ адсорбат/адсорбент залежать від кількох факторів: морфології частинок, текстури та структури адсорбентів, молекулярної маси та форми, полярності адсорбатів; а також від передісторії адсорбентів, наприклад, «м’яких» порошків нанооксидів, попередньо оброблених у різних умовах. Усі ці фактори можуть впливати на ефективність практичного застосування не лише адсорбентів, а й полімерних наповнювачів, носіїв, каталізаторів тощо. Взаємодія неполярних таких адсорбатів, як азот, гексан та бензол, слабкополярного ацетонітрилу, полярних ді– та триетиламінів, води з індивідуальними (кремнезем, оксид алюмінію), бінарними (діоксид кремнію/оксид алюмінію (SA)) і потрійними (оксид алюмінію/оксид кремнію/оксид титану, AST) нанооксидами досліджували за допомогою експериментальних і теоретичних методів для з’ясування впливу морфологічних і текстурних характеристик і складу поверхні матеріалів на явища адсорбції. Співвідношення питомої площі поверхні SX / (X – адсорбат) змінюється від 0.7 для гексану, адсорбованого на аморфному SA8 з 8 мас. % Al2O3 (дегазованого при 200 °C) до 1.9 для ацетонітрилу, адсорбованого на чистому пірогенному оксиді алюмінію (обробленому при 900 °C). Ці зміни є відносно великими через варіації орієнтації, латеральних взаємодій та адсорбційного стиснення органічних молекул, які взаємодіють з поверхнями, що характеризуються певним набором і кількістю різноманітних активних центрів, а також через зміни доступності поверхні пор для молекул різних розмірів. Більші значення SX / > 1 спостерігаються для складних нанооксидів з більшими первинними наночастинками, більшою шорсткістю поверхні, гідрофільністю та кислотністю (центри Бренстеда і Льюїса) поверхні. Як полярні, так і неполярні адсорбати можуть змінювати морфологію і текстуру агрегатів наночастинок оксидів, наприклад, призводити до набухання структур (ущільнених під час різних попередніх обробок) при адсорбції рідин. Вивчені ефекти треба враховувати при практичному застосуванню адсорбентів, особливо таких, як «м’які» нанооксиди.