Natural and synthetic silicates for adsorption of volatile organic compounds

Badano naturalne i syntetyczne krzemiany (PCH) w adsorpcji lotnych związków organicznych (LZO). PCH przygotowano przez chemiczną modyfikację montmorylonitu, stosując bromek heksadecylotrimetyloamoniowy (HDTMAB), dodecyloaminę (DDA)i ortokrzemian tetraetylu (TEOS). W projektowaniu adsorbentów pod uwagę wzięto m.in: właściwości teksturalne, obecność grup funkcyjnych, depozytów węglowych.W oparciu o właściwości fizykochemiczne, decydujące o adsorpcji, dobrano odpowiednie adsorbaty: benzen, m-ksylen, toluen, trójchloroetylen i czterochlorek węgla.Analizę zaadsorbowanych ilości LZO przeprowadzono na drodze chromatografii gazowej (GC) i termograwimetrii sprzężonej ze spektrometrią masową (TG-QMS).Wyznaczono całkowitą pojemność sorpcyjną adsorbentów względem pary wodnej oraz LZO. Zaobserwowano, że metoda przygotowania adsorbentu (nasycenie parą wodną, kalcynacja, piroliza) wpływa na wielkość adsorpcji.Wybrane adsorbenty testowano również w cyklach adsorpcji-regeneracji.Porównano skład adsorbentów po 3 cyklach adsorpcji i desorpcji oraz zmianę powierzchni pików zarejestrowanych przy pomocy spektrometru masowego wydzielanych podczas desorpcji LZO pomiędzy I i III cyklem.PCH okazały się atrakcyjnymi adsorbentami do usuwania LZO i obiecującymi materiałami do dalszych eksperymentów, także w cyklicznych zastosowaniach z etapem regeneracji.

Natural and synthetic silicates (PCH) were studied in the adsorption of volatile organic compounds (VOC). PCH were prepared by chemical modification of montmorillonite with hexadecyltrimethylammonium bromide (HDTMAB), dodecylamine (DDA) and tetraethyl orthosilicate (TEOS). In the synthesis design were monitored: the textural properties, the presence of functional groups, carbon deposits. For studies the following adsorbates were chosen: benzene, m-xylene, toluene, trichloroethylene and carbon tetrachloride, based on the physicochemical properties determining the adsorption. The analysis of amount adsorbed was performed by gas chromatography (GC) and thermogravimetric analysis coupled with mass spectrometry (TG-QMS). Total sorption capacity of adsorbents to water vapor and VOCs was determined. It was observed that adsorption capacities towards VOCs were strongly dependent on synthesis conditions. Selected adsorbents were also tested in the adsorption-regeneration cycles. The chemical composition analysis of the adsorbents after 3 cycles of adsorption and desorption was performed and the change of peak area during the desorption of VOC emitted between I and III cycle was recorded by the mass spectrometer.The results confirm that PCH could be attractive adsorbents for VOC removal and promising materials for further experiments, including regeneration process and recycling.