Distribución de tamaño de poros de materiales mesoporos ordenados de sílice con poros de geometría cilíndrica utilizando el método macroscópico VBS

Peer reviewe

Distribución de tamaño de poros de materiales mesoporos ordenados de sílice con poros de geometría cilíndrica utilizando el método macroscópico VBS

En este artículo se muestra el método VBS (Villarroel-Barrera-Sapag) para el cálculo de la PSD de materiales mesoporosos. Es un método macroscópico mejorado que modifica la ecuación de Kelvin utilizada en el método BJH, y considera los mecanismos de condensación y evaporación capilar más aceptados para materiales mesoporosos. En este método se adiciona un término de corrección (fc) a la ecuación de Kelvin original y adicionalmente toma en cuenta el volumen de microporos, en caso de existir, de los MMO. A diferencia de los métodos macroscópicos tradicionales, el método VBS es autoconsistente con los datos experimentales. Se muestran las bases para el desarrollo de este método con el fin de ser aplicado en la obtención de una PSD confiable a partir de datos de isotermas de adsorción-desorción de N2 a 77 K para MMO de sílice (MCM-41 y SBA-15) con geometría de poros cilíndrica.Fil: Villarroel Rocha, Jhonny. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Física Aplicada ; ArgentinaFil: Deicy Barrera. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Física Aplicada ; ArgentinaFil: Karim Sapag. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Física Aplicada ; Argentin

Evaluación de catalizadores de óxido de zinc y su actividad catalítica en la reacción de transesterificación para la producción de biodiésel

Con el fin de obtener un mayor rendimiento en la producciónde biodiésel, comparado con el obtenido en estudios previos(1), se sintetizaron catalizadores de óxido de zinc empleando los métodos de impregnación y sol-gel. En el primero, se utilizaron como soportes catalíticos, -Al2O3 y la zeolita Faujasita Y, variando diferentes parámetrostales como concentración de la solución y tiempo de impregnación; la sal escogida para realizar la impregnación fue cloruro de zinc (ZnCl2). En la técnica sol-gel se empleó como precursor un alcóxido, acetato de zinc,[Zn(CH3COO)2], en la cual la relación molar acetato: agua y el pH de la solución fueron las variables seleccionadas.Los catalizadores se caracterizaron por difracción de rayos X, espectroscopía de absorción atómica, análisis termogravimétrico y fisisorción de nitrógeno a 77K. La reacción de ansesterificación se llevó a cabo en un reactor con chaqueta de calentamiento a una temperatura de 55 °C y a presión atmosférica por un período de 6 horas; la relación molar aceite-metanol fue 1:40y el porcentaje de catalizador fue del 5 % w/w con respectoal aceite de palma. El mayor rendimiento de biodiésel se obtuvo empleando el catalizador soportado en -Al2O3 con un tiempo de impregnación de 24 h, una concentración de ZnCl2 1M, alcanzando un área superficial de 133 m2/g y una distribución básicamente mesoporosa

Importance of the αs-plot Method in Characterization of Nanoporous Materials

In this work, an exhaustive study of the calculation of micropore and mesopore volumes with αs-plot method as proposed by Professor Sing is carried out. The method is critically compared with other similar methods such as the Dubinin–Radushkevich, t-plot and those based on density functional theory (DFT). For comparison purposes, several nanoporous materials with different chemical properties were selected. The analysis was segregated into three categories: (i) microporous materials, in which the analyzed samples are activated carbons (ACs) with different pore-size distributions, a single-walled carbon nanotube (SWNT) and a zeolite (MS5A); (ii) mesoporous materials, including ordered mesoporous carbons (CMK-3) and ordered mesoporous siliceous materials (MCM-41 and SBA-15); and (iii) micro-mesoporous materials, in which pillared clays (PILCs) obtained with different metals (Al, Si, Fe and Zr) were studied. To apply the αs-plot method, several standard isotherms previously reported by other authors were considered for the analysis of microporous and mesoporous materials. Furthermore, a series of four reference materials for PILCs were synthesized and their high-resolution nitrogen adsorption isotherms were measured and reported. The results obtained by the αs-plot method are consistent with those obtained by DFT methods. This consistency highlights the importance of the use of this reliable and versatile method, where the correct selection of the standard isotherm is the most critical aspect to be considered.Fil: Villarroel Rocha, Jhonny. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Física Aplicada; ArgentinaFil: Barrera Diaz, Deicy Amparo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Física Aplicada; ArgentinaFil: Garcia Blanco, Andres Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Física Aplicada; ArgentinaFil: Roca Jalil, María Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Física Aplicada; ArgentinaFil: Sapag, Manuel Karim. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Física Aplicada; Argentin

The Effect of Heterogeneity on the Adsorption Isotherms in Activated Carbon

Los carbones activados (CA) son materiales microporosos que poseen gran capacidad de adsorción. La heterogeneidad de cualquier adsorbente, en particular la de los CA, puede ser separada en dos grandes familias: energética (o superficial) y estructural. La heterogeneidad estructural es causada por la presencia de poros de diferentes tamaños y formas, y por su posible interconexión; mientras que la heterogeneidad energética se origina por las irregularidades superficiales, así como por la presencia de grupos funcionales y/o impurezas. En este trabajo se discutirán diferentes modelos de heterogeneidad superficial en materiales con poros de geometría, tipo placas paralelas, y su efecto sobre las isotermas de adsorción y en las distribuciones de tamaño de poros.Activated carbons (AC) are microporous materials that have high adsorptive capacity. The heterogeneity of any adsorbent, in particular of the AC, can be separated into two large families: energetic and structural. Structural heterogeneity is caused by the presence of pores of different sizes, shapes and how they are interconnected, while the energy heterogeneity is caused by surface irregularities, as well as by the presence of functional groups and / or impurities. In this paper we discuss different models of surface heterogeneity in materials with slit pores and its effect on adsorption isotherms and the pore size distributions (PSD).Fil: Alexandre de Oliveira, José Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Física Aplicada; Argentina. Universidad Nacional de San Luis; ArgentinaFil: Barrera, Deicy. Universidad Nacional de San Luis; ArgentinaFil: Toso, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Física Aplicada; Argentina. Universidad Nacional de San Luis; ArgentinaFil: López, Raúl Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Física Aplicada; Argentina. Universidad Nacional de San Luis; ArgentinaFil: Sapag, Manuel Karim. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Física Aplicada; Argentina. Universidad Nacional de San Luis; ArgentinaFil: Zgrablich, Jorge Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Física Aplicada; Argentina. Universidad Nacional de San Luis; Argentin

Synthesis and textural characterization of a templated nanoporous carbon from MCM-22 zeolite and its use as adsorbent of amoxicillin and ethinylestradiol

A templated nanoporous carbon was obtained from a zeolite MCM-22 type. The study about their textural properties was carried out by means of adsorption isotherms of nitrogen and carbon dioxide at 77 and 273 K, respectively. Due to the importance of the microporosity of these materials to be used as adsorbents, the micropore volume was analyzed by different methods/models (Dubinin–Radushkevich, αs-plot and Density Functional Density). The templated carbon obtained was evaluated in the adsorption of amoxicillin and ethinylestradiol from aqueous solutions. A relationship between the textural properties and the adsorption capacities of amoxicillin and ethinylestradiol on the templated carbon was analyzed. Results were compared with the adsorption capacities of other carbon materials as a commercial activated carbon and a templated carbon CMK-3 type.Facultad de Ciencias ExactasCentro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Surface modified mesoporous nanocast carbon as a catalyst for aqueous sulfide oxidation and adsorption of the produced polysulfides

In this work, a mesoporous nanocast carbon prepared using SBA-15 as a template was modified by surface oxidation to produce unique catalysts for sulfide oxidation/elimination from an aqueous medium. Different characterization techniques (BET, SEM, Raman, FTIR, potentiometric titration, elemental analyses, cyclic voltammetry) showed that treatment with concentrated HNO3 at 80 °C for 5, 15 and 30 min attacks the carbon structure creating different oxygen surface functionalities in concentrations varying from 0.4-1.1 mmol g-1 with a small effect on the surface area (1080-1148 m2 g-1) and pore volumes (micropore 0.17-0.20 cm3 g-1 and mesopores 0.36-0.50 cm3 g-1). These materials showed high activities for the oxidation of sulfide in an aqueous medium forming polysulfides, e.g., S2 2-, S3 2- and S4 2-, which are rapidly eliminated from the aqueous medium. These results are discussed regarding efficient sulfide oxidation at redox surface oxygen sites leading to the formation of higher polysulfides followed by adsorption of these relatively large and more hydrophobic molecules into the mesopores.Fil: Barrera Diaz, Deicy Amparo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Física Aplicada "Dr. Jorge Andrés Zgrablich". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Instituto de Física Aplicada "Dr. Jorge Andrés Zgrablich"; ArgentinaFil: Mendonça, Fernanda Gomes de. Universidade Federal de Minas Gerais; BrasilFil: de Castro, Arthur Henrique. Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri; BrasilFil: de Mesquita, João Paulo. Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri; BrasilFil: Lago, Rochel Montero. Universidade Federal de Minas Gerais; BrasilFil: Sapag, Manuel Karim. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Física Aplicada "Dr. Jorge Andrés Zgrablich". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Instituto de Física Aplicada "Dr. Jorge Andrés Zgrablich"; Argentin

Efecto de la heterogeneidad sobre las isotermas de adsorción de carbones activados

Los carbones activados (CA) son materiales microporosos que poseen gran capacidad de adsorción. La heterogeneidad de cualquier adsorbente, en particular la de los CA, puede ser separada en dos grandes familias: energética (o superficial) y estructural. La heterogeneidad estructural es causada por la presencia de poros de diferentes tamaños y formas, y por su posible interconexión; mientras que la heterogeneidad energética se origina por las irregularidades superficiales, así como por la presencia de grupos funcionales y/o impurezas. En este trabajo se discutirán diferentes modelos de heterogeneidad superficial en materiales con poros de geometría, tipo placas paralelas, y su efecto sobre las isotermas de adsorción y en las distribuciones de tamaño de poros

Improvement in the Adsorption of Anionic and Cationic Dyes From Aqueous Solutions: A Comparative Study Using Aluminium Pillared Clays and Activated Carbon

The aim of this work was to evaluate the adsorption properties of anionic dye Reactive Black 5 (RB5) and cationic dye Methylene Blue (MB) from salted aqueous solution using natural clay, aluminum pillared clay (Al-PILC), and activated carbon. The textural properties of the materials were obtained by N2 adsorption at 77 K and the structural properties of natural and pillared clays were determined by X-ray diffraction. The effect of pH, contact time, initial concentration of dye, and influence of the addition of NaCl were evaluated by batch adsorption. Adsorption isotherms of Al-PILC, in different salt concentration were compared with natural clay and activated carbon. The adsorption isotherms were well fitted by the Langmuir and Langmuir-Freundlich models. The process of pillaring only improved the adsorption of the anionic dye RB5. Depending on the system adsorbent/adsorbate analyzed, the salt concentration can either help or hinder dye adsorption. We found that a special morphology formed during the process of pillaring greatly increased adsorption of the MB cationic dye in the range of high salt concentrations. This unexpected result may help in developing new pillarization strategies to treat effluents with high salt content.Fil: Aguiar, J. E.. Universidade Federal do Ceará. Centro de Tecnologia. Departamento de Engenharia Química. Grupo de Pesquisa em Separações por Adsorção; BrasilFil: Bezerra, B. T. C.. Universidade Federal do Ceará. Centro de Tecnologia. Departamento de Engenharia Química. Grupo de Pesquisa em Separações por Adsorção; BrasilFil: Siqueira, A. C. A.. Universidade Federal do Ceará. Centro de Tecnologia. Departamento de Engenharia Química. Grupo de Pesquisa em Separações por Adsorção; BrasilFil: Barrera Diaz, Deicy Amparo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Física Aplicada; ArgentinaFil: Sapag, Manuel Karim. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Física Aplicada; ArgentinaFil: Azevedo, D. C. S.. Universidade Federal do Ceará. Centro de Tecnologia. Departamento de Engenharia Química. Grupo de Pesquisa em Separações por Adsorção; BrasilFil: Lucena, S. M. P.. Universidade Federal do Ceará. Centro de Tecnologia. Departamento de Engenharia Química. Grupo de Pesquisa em Separações por Adsorção; BrasilFil: Silva Jr., I. J.. Universidade Federal do Ceará. Centro de Tecnologia. Departamento de Engenharia Química. Grupo de Pesquisa em Separações por Adsorção; Brasi