Polymer-derived adsorbents deposited on mesoporous silica sieves applied in elimination of ketone vapours.

In the presented master thesis the structure, properties and potential applications of mesoporous silica sieves have been discussed. Toxicity, impact on environment and methods used for an elimination of volatile organic compounds (VOCs) have been shortly presented. The work shows the results of study on synthesis and characterization of MCM-48 sieve, a material with 3D regular pore structure, finding a growing attention in the selective adsorption of VOCs. In the MCM-48 synthesis, tetraethyl orthosilicate (TEOS) as a silica source, and hexadecyltrimethylammonium chloride as a template were used. The prepared silica MCM-48-type material was modified by an introduction of different amounts of carbon derived from carbonization of poly(furfuryl alcohol) or polyacrylnitrile. The results of physicochemical characterization of the obtained carbon-silica nanocomposites have been discussed. The structure of the materials was determined by powder X-ray diffraction (XRD) and infrared spectroscopy (FTIR). The textural properties were defined by means of low temperature sorption of N2 (BET). The resulting samples were tested in a role of adsorbents of methyl-ethyl ketone (MEK) vapour, and very promising results were achieved. It was stated that the proposed nanocomposites can be an alternative for the carbon-based adsorbents used presently in a commercial scale.

W przedstawionej pracy magisterskiej omówiono strukturę, właściwości i potencjalne zastosowania mezoporowatych sit krzemionkowych. Krótko opisano toksyczność, oddziaływanie na środowisko i metody eliminacji lotnych związków organicznych. Omówione zostały wyniki badań nad syntezą oraz właściwościami fizykochemicznymi sita MCM-48, materiału o trójwymiarowej, regularnej strukturze porów, znajdującego coraz szersze zastosowanie w selektywnej adsorpcji lotnych związków organicznych. Do syntezy badanego materiału MCM-48 użyto ortokrzemianu tetraetylu (TEOS) jako źródła krzemionki i chlorku heksadecylotrimetyloamoniowego jako templatu. Zsyntetyzowany materiał krzemionkowy typu MCM-48 zmodyfikowano poprzez wprowadzenie różnych ilości węgla pochodzącego z karbonizacji poli(alkoholu furfurylowego) i poliakrylonitrylu. Przedyskutowano wyniki badań właściwości fizykochemicznych otrzymanych nanokompozytów węglowo-krzemionkowych. Strukturę preparatów określono na podstawie pomiarów rentgenostrukturalnych (XRD) oraz metodą spektroskopii w podczerwieni (FTIR). Właściwości teksturalne ustalono poprzez niskotemperaturową sorpcję azotu (BET). Przygotowane materiały przetestowano w roli adsorbentów par ketonu metylowo-etylowego (MEK) uzyskując bardzo obiecujące wyniki. Stwierdzono, iż zaproponowane nanokompozyty mogą stanowić alternatywę dla obecnie stosowanych adsorbentów węglowych.