Functionalization of thermo-acid activated sepiolite by amine-silane and mercapto-silane for chromium(VI) adsorption from aqueous solutions
Adsorpcija hroma(VI) iz vodenih rastvora na termo-kiselinski aktiviranom sepiolitu funkcionalizovanom amino-silanom i merkapto-silanom
2013
Преузимање 🢃
Аутори
Marjanović, Vesna M.Lazarević, Slavica
Janković-Častvan, Ivona
Jokić, Bojan
Bjelajac, Anđelika
Janaćković, Đorđe
Petrović, Rada
Чланак у часопису (Објављена верзија)
Метаподаци
Приказ свих података о документуАпстракт
Chromium(VI) adsorption from aqueous solutions onto thermo-acid activated sepiolite functionalized with (3-mercaptopropyl)trimethoxy-silane and [3-(2-aminoethylamino)propyl]trimethoxy-silane was investigated. Scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric and differential thermal analysis, nitrogen adsorption-desorption, and determination of the point of zero charge were used to characterize the obtained adsorbents. It has been established that the silanes were successfully grafted on the thermo-acid activated sepiolite surfaces and that the structure of parent material was preserved during the functionalization. The adsorption of Cr(VI) onto functionalized thermo-acid activated sepiolite was tested as a function of initial pH values at 298 K. The amine functionalized thermo-acid activated sepiolite showed a higher adsorption capacity than the mercapto functionalized thermo-acid activated sepiolite at all studied initial pH v...alues, especially at the initial pH 2.
Predmet ovog rada je funkcionalizacija termo-kiselinski aktiviranog sepiolita primenom (3-merkaptopropil)trimetoksisilana ili merkapto-silana i [3-(2-aminoetil-amino) propil]trimetoksisilana ili amino-silana, određivanje fizičko-hemijskih svojstava i proučavanje adsorpcije Cr(VI) iz vodenih rastvora na funkcionalizovanim materijalima pri različitim početnim pH vrednostima (2,0, 3,0 i 4,5). Za karakterizaciju funkcionalizovanih adsorbenata korišćene su: rendgenska difrakciona analiza (XRD), infracrvena spektroskopska analiza (FT-IR), termogravimetrijska i diferencijalno-termijska analiza (TG/DTA), skenirajuća elektronska mikroskopija (SEM), dok su adsorpciono-desorpcione izoterme azota korišćene za određivanje specifične površine, zapremine i raspodele veličina pora. Tačka nultog naelektrisanja adsorbenata je određena metodom uravnotežavanja posebnih proba. Rezultati karakterizacije su pokazali da je bolja funkcionalizacija termo-kiselinski aktiviranog sepiolita postignuta primenom amin...o-silana. Tokom funkcionalizacije organosilanima sačuvana je struktura i vlaknasta morfologija termo-kiselinski aktiviranog sepiolita. Kovalentnim vezivanjem amino-silana za površinu termo-kiselinski aktiviranog sepiolita povećava se bazni karakter površine, dok se u slučaju vezivanja merkapto-silana kiselo-bazna svojstva ne menjaju značajno. Specifična površina, zapremina i prečnici pora amino-silaniziranog uzorka su značajno manji u odnosu na nefunkcionalizovan uzorak, dok su kod merkapto-silaniziranog sepiolita približno isti kao kod polaznog materijala. Kapacitet adsorpcije Cr(VI) amino-silaniziranog adsorbenta je veći od kapaciteta merkapto-silaniziranog uzorka na svim ispitivanim početnim pH vrednostima Cr(VI) rastvora i naročito pri veoma niskoj početnoj pH vrednosti (2,0). Dominantan mehanizam adsorpcije Cr(VI) pri početnoj pH rastvora 2,0 na amino-silaniziranom adsorbentu je elektrostatičko privlačenje između Cr(VI) anjona i protonovanih amino grupa, a pri višim početnim pH rastvora moguće je obrazovanje vodoničnih veza između CrO42- i amino grupa. Adsorpcija Cr(VI) na merkapto-silaniziranom adsorbentu se zasniva na elektrostatičkim interakcijama između Cr(VI) anjona i protonovanih merkapto grupa, kao i redukciji Cr(VI) do Cr3+ merkapto grupama, uz elektro-statičko privlačenje redukcijom nastalih Cr3+ i sulfonatnih grupa dobijenih oksidacijom merkapto grupa.
Кључне речи:
thermo-acid activated sepiolite / functionalization / (3-mercaptopropyl)trimethoxy-silane / [3-(2-aminoethylamino)propyl]trimethoxy-silane / adsorption / chromium(VI) / Termo-kiselinski aktiviran sepiolit / Funkcionalizacija / (3-Merkaptopropil)trimetoksi-silan / [3-(2-Amino- etilamino)propil]trimetoksi-silan / Adsorpcija / Hrom(VI)Извор:
Hemijska industrija, 2013, 67, 5, 715-728Издавач:
- Association of Chemical Engineers of Serbia
Финансирање / пројекти:
- Синтеза, развој технологија добијања и примена наноструктурних мултифункционалних материјала дефинисаних својстава (RS-MESTD-Integrated and Interdisciplinary Research (IIR or III)-45019)
DOI: 10.2298/HEMIND121026117M
ISSN: 0367-598X
WoS: 000328524400003
Scopus: 2-s2.0-84888425830
Колекције
Институција/група
Tehnološko-metalurški fakultetTY - JOUR AU - Marjanović, Vesna M. AU - Lazarević, Slavica AU - Janković-Častvan, Ivona AU - Jokić, Bojan AU - Bjelajac, Anđelika AU - Janaćković, Đorđe AU - Petrović, Rada PY - 2013 UR - http://TechnoRep.tmf.bg.ac.rs/handle/123456789/2313 AB - Chromium(VI) adsorption from aqueous solutions onto thermo-acid activated sepiolite functionalized with (3-mercaptopropyl)trimethoxy-silane and [3-(2-aminoethylamino)propyl]trimethoxy-silane was investigated. Scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric and differential thermal analysis, nitrogen adsorption-desorption, and determination of the point of zero charge were used to characterize the obtained adsorbents. It has been established that the silanes were successfully grafted on the thermo-acid activated sepiolite surfaces and that the structure of parent material was preserved during the functionalization. The adsorption of Cr(VI) onto functionalized thermo-acid activated sepiolite was tested as a function of initial pH values at 298 K. The amine functionalized thermo-acid activated sepiolite showed a higher adsorption capacity than the mercapto functionalized thermo-acid activated sepiolite at all studied initial pH values, especially at the initial pH 2. AB - Predmet ovog rada je funkcionalizacija termo-kiselinski aktiviranog sepiolita primenom (3-merkaptopropil)trimetoksisilana ili merkapto-silana i [3-(2-aminoetil-amino) propil]trimetoksisilana ili amino-silana, određivanje fizičko-hemijskih svojstava i proučavanje adsorpcije Cr(VI) iz vodenih rastvora na funkcionalizovanim materijalima pri različitim početnim pH vrednostima (2,0, 3,0 i 4,5). Za karakterizaciju funkcionalizovanih adsorbenata korišćene su: rendgenska difrakciona analiza (XRD), infracrvena spektroskopska analiza (FT-IR), termogravimetrijska i diferencijalno-termijska analiza (TG/DTA), skenirajuća elektronska mikroskopija (SEM), dok su adsorpciono-desorpcione izoterme azota korišćene za određivanje specifične površine, zapremine i raspodele veličina pora. Tačka nultog naelektrisanja adsorbenata je određena metodom uravnotežavanja posebnih proba. Rezultati karakterizacije su pokazali da je bolja funkcionalizacija termo-kiselinski aktiviranog sepiolita postignuta primenom amino-silana. Tokom funkcionalizacije organosilanima sačuvana je struktura i vlaknasta morfologija termo-kiselinski aktiviranog sepiolita. Kovalentnim vezivanjem amino-silana za površinu termo-kiselinski aktiviranog sepiolita povećava se bazni karakter površine, dok se u slučaju vezivanja merkapto-silana kiselo-bazna svojstva ne menjaju značajno. Specifična površina, zapremina i prečnici pora amino-silaniziranog uzorka su značajno manji u odnosu na nefunkcionalizovan uzorak, dok su kod merkapto-silaniziranog sepiolita približno isti kao kod polaznog materijala. Kapacitet adsorpcije Cr(VI) amino-silaniziranog adsorbenta je veći od kapaciteta merkapto-silaniziranog uzorka na svim ispitivanim početnim pH vrednostima Cr(VI) rastvora i naročito pri veoma niskoj početnoj pH vrednosti (2,0). Dominantan mehanizam adsorpcije Cr(VI) pri početnoj pH rastvora 2,0 na amino-silaniziranom adsorbentu je elektrostatičko privlačenje između Cr(VI) anjona i protonovanih amino grupa, a pri višim početnim pH rastvora moguće je obrazovanje vodoničnih veza između CrO42- i amino grupa. Adsorpcija Cr(VI) na merkapto-silaniziranom adsorbentu se zasniva na elektrostatičkim interakcijama između Cr(VI) anjona i protonovanih merkapto grupa, kao i redukciji Cr(VI) do Cr3+ merkapto grupama, uz elektro-statičko privlačenje redukcijom nastalih Cr3+ i sulfonatnih grupa dobijenih oksidacijom merkapto grupa. PB - Association of Chemical Engineers of Serbia T2 - Hemijska industrija T1 - Functionalization of thermo-acid activated sepiolite by amine-silane and mercapto-silane for chromium(VI) adsorption from aqueous solutions T1 - Adsorpcija hroma(VI) iz vodenih rastvora na termo-kiselinski aktiviranom sepiolitu funkcionalizovanom amino-silanom i merkapto-silanom EP - 728 IS - 5 SP - 715 VL - 67 DO - 10.2298/HEMIND121026117M ER -
@article{ author = "Marjanović, Vesna M. and Lazarević, Slavica and Janković-Častvan, Ivona and Jokić, Bojan and Bjelajac, Anđelika and Janaćković, Đorđe and Petrović, Rada", year = "2013", abstract = "Chromium(VI) adsorption from aqueous solutions onto thermo-acid activated sepiolite functionalized with (3-mercaptopropyl)trimethoxy-silane and [3-(2-aminoethylamino)propyl]trimethoxy-silane was investigated. Scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric and differential thermal analysis, nitrogen adsorption-desorption, and determination of the point of zero charge were used to characterize the obtained adsorbents. It has been established that the silanes were successfully grafted on the thermo-acid activated sepiolite surfaces and that the structure of parent material was preserved during the functionalization. The adsorption of Cr(VI) onto functionalized thermo-acid activated sepiolite was tested as a function of initial pH values at 298 K. The amine functionalized thermo-acid activated sepiolite showed a higher adsorption capacity than the mercapto functionalized thermo-acid activated sepiolite at all studied initial pH values, especially at the initial pH 2., Predmet ovog rada je funkcionalizacija termo-kiselinski aktiviranog sepiolita primenom (3-merkaptopropil)trimetoksisilana ili merkapto-silana i [3-(2-aminoetil-amino) propil]trimetoksisilana ili amino-silana, određivanje fizičko-hemijskih svojstava i proučavanje adsorpcije Cr(VI) iz vodenih rastvora na funkcionalizovanim materijalima pri različitim početnim pH vrednostima (2,0, 3,0 i 4,5). Za karakterizaciju funkcionalizovanih adsorbenata korišćene su: rendgenska difrakciona analiza (XRD), infracrvena spektroskopska analiza (FT-IR), termogravimetrijska i diferencijalno-termijska analiza (TG/DTA), skenirajuća elektronska mikroskopija (SEM), dok su adsorpciono-desorpcione izoterme azota korišćene za određivanje specifične površine, zapremine i raspodele veličina pora. Tačka nultog naelektrisanja adsorbenata je određena metodom uravnotežavanja posebnih proba. Rezultati karakterizacije su pokazali da je bolja funkcionalizacija termo-kiselinski aktiviranog sepiolita postignuta primenom amino-silana. Tokom funkcionalizacije organosilanima sačuvana je struktura i vlaknasta morfologija termo-kiselinski aktiviranog sepiolita. Kovalentnim vezivanjem amino-silana za površinu termo-kiselinski aktiviranog sepiolita povećava se bazni karakter površine, dok se u slučaju vezivanja merkapto-silana kiselo-bazna svojstva ne menjaju značajno. Specifična površina, zapremina i prečnici pora amino-silaniziranog uzorka su značajno manji u odnosu na nefunkcionalizovan uzorak, dok su kod merkapto-silaniziranog sepiolita približno isti kao kod polaznog materijala. Kapacitet adsorpcije Cr(VI) amino-silaniziranog adsorbenta je veći od kapaciteta merkapto-silaniziranog uzorka na svim ispitivanim početnim pH vrednostima Cr(VI) rastvora i naročito pri veoma niskoj početnoj pH vrednosti (2,0). Dominantan mehanizam adsorpcije Cr(VI) pri početnoj pH rastvora 2,0 na amino-silaniziranom adsorbentu je elektrostatičko privlačenje između Cr(VI) anjona i protonovanih amino grupa, a pri višim početnim pH rastvora moguće je obrazovanje vodoničnih veza između CrO42- i amino grupa. Adsorpcija Cr(VI) na merkapto-silaniziranom adsorbentu se zasniva na elektrostatičkim interakcijama između Cr(VI) anjona i protonovanih merkapto grupa, kao i redukciji Cr(VI) do Cr3+ merkapto grupama, uz elektro-statičko privlačenje redukcijom nastalih Cr3+ i sulfonatnih grupa dobijenih oksidacijom merkapto grupa.", publisher = "Association of Chemical Engineers of Serbia", journal = "Hemijska industrija", title = "Functionalization of thermo-acid activated sepiolite by amine-silane and mercapto-silane for chromium(VI) adsorption from aqueous solutions, Adsorpcija hroma(VI) iz vodenih rastvora na termo-kiselinski aktiviranom sepiolitu funkcionalizovanom amino-silanom i merkapto-silanom", pages = "728-715", number = "5", volume = "67", doi = "10.2298/HEMIND121026117M" }
Marjanović, V. M., Lazarević, S., Janković-Častvan, I., Jokić, B., Bjelajac, A., Janaćković, Đ.,& Petrović, R.. (2013). Functionalization of thermo-acid activated sepiolite by amine-silane and mercapto-silane for chromium(VI) adsorption from aqueous solutions. in Hemijska industrija Association of Chemical Engineers of Serbia., 67(5), 715-728. https://doi.org/10.2298/HEMIND121026117M
Marjanović VM, Lazarević S, Janković-Častvan I, Jokić B, Bjelajac A, Janaćković Đ, Petrović R. Functionalization of thermo-acid activated sepiolite by amine-silane and mercapto-silane for chromium(VI) adsorption from aqueous solutions. in Hemijska industrija. 2013;67(5):715-728. doi:10.2298/HEMIND121026117M .
Marjanović, Vesna M., Lazarević, Slavica, Janković-Častvan, Ivona, Jokić, Bojan, Bjelajac, Anđelika, Janaćković, Đorđe, Petrović, Rada, "Functionalization of thermo-acid activated sepiolite by amine-silane and mercapto-silane for chromium(VI) adsorption from aqueous solutions" in Hemijska industrija, 67, no. 5 (2013):715-728, https://doi.org/10.2298/HEMIND121026117M . .
Related items
Showing items related by title, author, creator and subject.
-
The analysis of forming PVB-SiO2 nanocomposite fibers by the electrospinning process / Analiza formiranja PVB-SiO2 nanokompozitnih vlakana pomoću elektrospining procesa
Obradović, Vera; Kojović, Aleksandar; Stojanović, Dušica; Nikolić, Nebojša; Živković, Irena; Uskoković, Petar; Aleksić, Radoslav (Military Technical Institute, Belgrade, 2011) -
The analysis of forming PVB-SiO2 nanocomposite fibers by the electrospinning process / Analiza formiranja PVB-SiO2 nanokompozitnih vlakana pomoću elektrospining procesa
Obradović, Vera; Kojović, Aleksandar; Stojanović, Dušica; Nikolić, Nebojša; Živković, Irena; Uskoković, Petar; Aleksić, Radoslav (Vojnotehnički institut, Beograd, 2011) -
Processing and characterisation of hybrid nanocomposite materials with increased impact resistance / Procesiranje i karakterizacija hibridnih nanokompozitnih materijala povećane otpornosti na udar
Obradović, Vera (Univerzitet u Beogradu, Tehnološko-metalurški fakultet, 2016)