Synteza hybrydowych organiczno-nieorganicznych adsorbentów dla procesów środowiskowych.

The aim of the presented work was to obtain hybrid organic-inorganic adsorbents which can be used in many different environmental processes. Hybrid materials have many adsorption advantages: high selectivity of binding organic or inorganic pollutant moieties, rate of uptake pollutants and regeneration. One aspect of the study was synthesis of mesoporous, ordered silica with hexagonal arrangement of cylindrical pores- SBA-15. Silica was modified by swelling agents: alcohol or mixture of heptane/ ammonium fluoride. Preparation of silica with larger pores allows binding organofunctional groups with larger pollutant moieties and access to each binding center on the surface. In the next step, post synthesis grafting with homogenous process of connecting organosilane reagents on the material surface was performed. 3-chloropropyltrimethosysilane or 3-isocyanatopropylotriethosysilane with suitable functional group, inside mesopores, were connected to the silica surface. Organofunctional groups were successfully introduced to an SBA-15 material. Efficiency of grafting process was confirmed by chemical analysis and IR. Additionally it was shown that no significant loss of surface area and pore volume occurred.

Celem niniejszej pracy było uzyskanie hybrydowych organiczno-nieorganicznych adsorbentów, które mogą być wykorzystane w wielu różnych procesach środowiskowych. Materiały hybrydowe mają wiele zalet: wysoką selektywność adsorpcji w wiązaniu organicznych lub nieorganicznych zanieczyszczeń, szybkość wychwytu zanieczyszczeń i regeneracji. Jednym z aspektów pracy była synteza mezoporowatej, uporządkowanej krzemionki z heksagonalnym ułożeniem cylindrycznych porów – SBA-15. Krzemionka została zmodyfikowana przez czynniki spęczniające: alkohol lub mieszaninę heptan/fluorek amonowy. Synteza krzemionki o większych porach umożliwia wiązanie grup organofunkcyjnych z większymi cząstkami zanieczyszczeń i dostęp do każdego centrum wiążącego na powierzchni. W następnym etapie syntezy przeprowadzono szczepienie z homogenicznym procesem łączenia reagentów organosilanowych na powierzchni materiału. 3-chloropropylotrimetylosilan lub 3-isocyjanopropylotrietylosilanpołączono z odpowiednią grupą funkcyjną i graftowano na powierzchni krzemionki wewnątrz porów. Grupy organosilanofunkcyjne udało się wprowadzić do materiału SBA-15. Skuteczność procesu szczepienia została potwierdzona analizą chemiczną i IR. Ponadto wykazano, że nie następuje znacząca utrata powierzchni właściwej i objętości porów