Published February 19, 2019 | Version v1
Publication Metadata-only

Aminopropyl Functionalised MCM-41: Synthesis and Application for Adsorption of Pb(II) and Cd(II)

Creators

  • 1. Dalat University
  • 2. Trường ĐH Nguyễn Tất Thành
  • 3. Hue University

Description

This paper shows a comparison of porous properties of aminopropyl-MCM-41 materials functionalised via the direct and indirect methods. The obtained materials were characterised using X-ray powder diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), thermogravimetric analysis-differential scanning calorimeter (TGA-DSC), adsorption/desorption isotherms of nitrogen, and Fourier-transfer infrared (FT-IR) spectroscopy. The results showed that the direct method provided the aminopropyl-MCM-41 material with well-ordered pores and high surface areas but with a lower quantity of grafted 3-aminopropyltriethoxysilane than the indirect method. To remove the organic template in the indirect method, solvent extraction with HCl/C 2 H 5 OH and calcination at 500°C were used, and the former gave a higher quantity of grafted 3-aminopropyltriethoxysilane in the resulting aminopropyl-MCM-41 materials. The experimental data were applied to the isotherm models of adsorption including Langmuir, Freundlich, Redlich–Peterson, and Sips either in the linear or nonlinear form. In order to avoid the bias of the determination coefficient and the error function method, the paired-samples t -test as an alternative method was first proposed to look for the most appropriate adsorption isotherms. The maximum adsorption capacity of Cd(II) and Pb(II) was 14.08 mg·g −1 and 64.21 mg·g −1 , respectively. The mechanism of complexation and isoelectric interaction was suggested to explain the adsorption of Pb(II) and Cd(II) from aqueous solutions on aminopropyl functionalised MCM-41 in the range of pH from 2 to 9.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

توضح هذه الورقة مقارنة بين الخصائص المسامية لمواد أمينوبروبيل- MCM -41 الوظيفية عبر الطرق المباشرة وغير المباشرة. تم تمييز المواد التي تم الحصول عليها باستخدام حيود مسحوق الأشعة السينية (XRD)، والمجهر الإلكتروني للإرسال (TEM)، وتحليل الجاذبية الحرارية - مسعر المسح التفاضلي (TGA - DSC)، والامتزاز/الامتزاز المتساوي الحرارة للنيتروجين، وطيف فورييه لنقل الأشعة تحت الحمراء (FT - IR). أظهرت النتائج أن الطريقة المباشرة زودت مادة أمينوبروبيل- MCM -41 بمسام مرتبة جيدًا ومساحات سطحية عالية ولكن بكمية أقل من 3 - aminopropyltriethoxysilane المطعمة من الطريقة غير المباشرة. لإزالة القالب العضوي في الطريقة غير المباشرة، تم استخدام استخراج المذيبات باستخدام HCl/C 2 H 5 OH والتكلس عند 500 درجة مئوية، وأعطى الأول كمية أعلى من 3 - aminopropyltriethoxysilane المطعمة في المواد الناتجة aminopropyl - MCM -41. تم تطبيق البيانات التجريبية على نماذج الامتزاز متساوية الحرارة بما في ذلك Langmuir و Freundlich و Redlich - Peterson و Sips إما في شكل خطي أو غير خطي. من أجل تجنب تحيز معامل التحديد وطريقة دالة الخطأ، تم اقتراح اختبار t للعينات المقترنة كطريقة بديلة أولاً للبحث عن متساويات الحرارة الأكثر ملاءمة للامتزاز. كان الحد الأقصى لسعة الامتزاز من Cd(II) و Pb(II) 14.08 mg·g −1 و 64.21 mg·g −1 ، على التوالي. تم اقتراح آلية التعقيد والتفاعل الكهربائي المتساوي لشرح امتزاز Pb(II) و Cd(II) من المحاليل المائية على MCM -41 المنشط بالأمينوبروبيل في نطاق الأس الهيدروجيني من 2 إلى 9.

Translated Description (French)

Cet article présente une comparaison des propriétés poreuses des matériaux aminopropyl-MCM-41 fonctionnalisés via les méthodes directe et indirecte. Les matériaux obtenus ont été caractérisés à l'aide de la diffraction des rayons X sur poudre (DRX), de la microscopie électronique à transmission (met), de l'analyse thermogravimétrique - calorimètre à balayage différentiel (TGA-DSC), des isothermes d'adsorption/désorption de l'azote et de la spectroscopie infrarouge à transfert de Fourier (FT-IR). Les résultats ont montré que la méthode directe fournissait au matériau aminopropyl-MCM-41 des pores bien ordonnés et des surfaces élevées mais avec une quantité de 3-aminopropyltriéthoxysilane greffé inférieure à celle de la méthode indirecte. Pour éliminer le structurant organique dans la méthode indirecte, une extraction par solvant avec HCl/C 2 H 5 OH et une calcination à 500 °C ont été utilisées, et la première a donné une quantité plus élevée de 3-aminopropyltriéthoxysilane greffé dans les matériaux aminopropyl-MCM-41 résultants. Les données expérimentales ont été appliquées aux modèles isothermes d'adsorption comprenant Langmuir, Freundlich, Redlich–Peterson et Sips sous forme linéaire ou non linéaire. Afin d'éviter le biais du coefficient de détermination et de la méthode de la fonction d'erreur, le test t apparié en tant que méthode alternative a d'abord été proposé pour rechercher les isothermes d'adsorption les plus appropriées. La capacité d'adsorption maximale du Cd(II) et du Pb(II) était de 14,08 mg·g −1 et 64,21 mg·g −1 , respectivement. Le mécanisme de complexation et d'interaction isoélectrique a été suggéré pour expliquer l'adsorption de Pb(II) et de Cd(II) à partir de solutions aqueuses sur MCM-41 fonctionnalisé par aminopropyle dans la plage de pH de 2 à 9.

Translated Description (Spanish)

Este artículo muestra una comparación de las propiedades porosas de los materiales aminopropil-MCM-41 funcionalizados mediante métodos directos e indirectos. Los materiales obtenidos se caracterizaron utilizando difracción de rayos X en polvo (XRD), microscopía electrónica de transmisión (TEM), análisis termogravimétrico-calorímetro de barrido diferencial (TGA-DSC), isotermas de adsorción/desorción de nitrógeno y espectroscopía infrarroja de transferencia de Fourier (FT-IR). Los resultados mostraron que el método directo proporcionó el material aminopropil-MCM-41 con poros bien ordenados y áreas superficiales altas, pero con una cantidad menor de 3-aminopropiltrietoxisilano injertado que el método indirecto. Para eliminar la plantilla orgánica en el método indirecto, se utilizó la extracción con solvente con HCl/C 2 H 5 OH y la calcinación a 500 °C, y el primero proporcionó una mayor cantidad de 3-aminopropiltrietoxisilano injertado en los materiales de aminopropil-MCM-41 resultantes. Los datos experimentales se aplicaron a los modelos isotermos de adsorción, incluidos Langmuir, Freundlich, Redlich–Peterson y Sips, ya sea en forma lineal o no lineal. Para evitar el sesgo del coeficiente de determinación y el método de la función de error, primero se propuso la prueba t de muestras emparejadas como un método alternativo para buscar las isotermas de adsorción más apropiadas. La capacidad máxima de adsorción de Cd(II) y Pb(II) fue de 14.08 mg·g −1 y 64.21 mg·g −1 , respectivamente. Se sugirió el mecanismo de complejación e interacción isoeléctrica para explicar la adsorción de Pb(II) y Cd(II) de soluciones acuosas en MCM-41 funcionalizado con aminopropilo en el rango de pH de 2 a 9.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
Aminopropyl Functionalized MCM -41: التركيب والتطبيق لامتصاص الرصاص(II) والكادميوم(II)
Translated title (French)
MCM-41 fonctionnalisé par aminopropyle : synthèse et application pour l'adsorption du Pb(II) et du Cd(II)
Translated title (Spanish)
MCM-41 funcionalizado con aminopropilo: síntesis y aplicación para la adsorción de Pb(II) y Cd(II)

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2918108950
DOI
10.1155/2019/8573451

Is supplement to
https://openalex.org/W4238221389 (Other)
https://openalex.org/W2796233903 (Other)
https://openalex.org/W2119722865 (Other)
https://openalex.org/W2105505569 (Other)
https://openalex.org/W2097057588 (Other)
https://openalex.org/W2081467025 (Other)
https://openalex.org/W2057840015 (Other)
https://openalex.org/W2032361985 (Other)
https://openalex.org/W2004873819 (Other)
https://openalex.org/W1969539204 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Vietnam

References

  • https://openalex.org/W1967033728
  • https://openalex.org/W1981686120
  • https://openalex.org/W1984953206
  • https://openalex.org/W1993674843
  • https://openalex.org/W1995407185
  • https://openalex.org/W1997003659
  • https://openalex.org/W1998580423
  • https://openalex.org/W1998612466
  • https://openalex.org/W1999527696
  • https://openalex.org/W2003762592
  • https://openalex.org/W2005011527
  • https://openalex.org/W2005258534
  • https://openalex.org/W2006129158
  • https://openalex.org/W2016043334
  • https://openalex.org/W2025325358
  • https://openalex.org/W2026596812
  • https://openalex.org/W2029299505
  • https://openalex.org/W2030674380
  • https://openalex.org/W2031105242
  • https://openalex.org/W2031855794
  • https://openalex.org/W2035035932
  • https://openalex.org/W2049272890
  • https://openalex.org/W2056077375
  • https://openalex.org/W2060355223
  • https://openalex.org/W2064340900
  • https://openalex.org/W2064493562
  • https://openalex.org/W2066318289
  • https://openalex.org/W2068465589
  • https://openalex.org/W2076871268
  • https://openalex.org/W2084721017
  • https://openalex.org/W2084882842
  • https://openalex.org/W2088929327
  • https://openalex.org/W2096348730
  • https://openalex.org/W2096743906
  • https://openalex.org/W2119725471
  • https://openalex.org/W2161951817
  • https://openalex.org/W2270641040
  • https://openalex.org/W2473614936
  • https://openalex.org/W2473828397
  • https://openalex.org/W2521166540
  • https://openalex.org/W2583068844
  • https://openalex.org/W2790366686
  • https://openalex.org/W2810981329
  • https://openalex.org/W2879887245
  • https://openalex.org/W2884007381