CO2 adsorption on Aluminosilicate Single-Walled Nanotubes of Imogolite Type

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Tipo di pubblicazione: Articolo su rivista
Tipologia MIUR: Contributo su Rivista > Articolo in rivista
Titolo: CO2 adsorption on Aluminosilicate Single-Walled Nanotubes of Imogolite Type
Autori: Zanzottera, Cristina; Armandi, Marco; Esposito, S.; Garrone, Edoardo; Bonelli, Barbara
Autori di ateneo:
Titolo del periodico: JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY. C
Tipo di referee: Tipo non specificato
Editore: ACS
Volume: 116
Intervallo pagine: pp. 20417-20425
Numero di pagine: 9
ISSN: 1932-7447
Abstract: Adsorption of CO2 at subatmospheric pressure at temperatures about ambient has been studied on three materials: (i) imogolite (IMO, chemical formula (OH)3Al2O3SiOH)) a hydrated alumino-silicate occurring as nanotubes (NTs) with bridged AlOHAl groups at the outer surface and Si−OH groups at the inner surface; (ii) an imogolite-like material (Me-IMO, chemical formula (OH)3Al2O3SiCH3) with Si-CH3 groups replacing Si−OH at NTs inner surface; (iii) a material (Me-IMO-NH2) obtained by grafting 3-aminopropylsilane at the outer surface of Me- IMO. All materials, being in the form of NTs, exhibit rather high specific surface area values (355−665 m2 g−1) and are accessible to CO2 molecules. Infrared spectroscopy shows that carbon dioxide may interact in a variety of ways. At the inner surface of IMO, linear molecular species are reversibly formed by interaction with silanols, whereas at the outer surface carbonate-like species are given rise with partial reversible character. With Me-IMO, no interaction takes place at the inner surface: linear species are formed in the intertube nanopores as well as carbonate species as in the case of IMO. Finally, with Me-IMO-NH2, all species present in Me-IMO are found, as well as reversible carbamate species arising from the reaction with amino groups. Optical isotherms concerning molecular adsorption have Langmuir character, whereas those for the reversible formation of carbonates/carbamates are of Henry-type. Volumetric isotherms are interpreted as due to two independent families of adsorption sites, respectively Langmuir and Henry: comparison between optical isotherms (measured at ca. 33 °C) and volumetric isotherms (measured at 0 °C) allows a semiquantitative estimate of the adsorption enthalpy for molecular species, corresponding to ca. −20 kJ mol−1, for linear species reversibly formed by interaction with inner silanols in IMO, and to a relatively high adsorption enthalpy for molecular species formed in the larger intertube nanopores of Me-IMO (ca. −32 kJ mol−1).
Data: 2012
Status: Pubblicato
Lingua della pubblicazione: Inglese
Parole chiave: ir spectroscopy, imogolite, nanotubes, co2 adsorption, physisorption, carbonates, carbamates
Dipartimenti (originale): DISAT - Dipartimento Scienza Applicata e Tecnologia
DISMIC - Dipartimento di Scienza dei Materiali e Ingegneria Chimica
Dipartimenti: DISAT - Dipartimento Scienza Applicata e Tecnologia
URL correlate:
    Area disciplinare: Area 03 - Scienze chimiche > FONDAMENTI CHIMICI DELLE TECNOLOGIE
    Data di deposito: 29 Ott 2012 16:26
    Data ultima modifica (IRIS): 27 Nov 2017 16:19:19
    Data inserimento (PORTO): 29 Nov 2017 03:32
    Numero Identificativo (DOI): 10.1021/jp3061637
    Permalink: http://porto.polito.it/id/eprint/2503400
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