Сорбционные и каталитические материалы с упорядоченной и иерархической пористой структурой на основе диатомита тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Евдокимова Елена Васильевна

• Евдокимова Елена Васильевна
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Евдокимова Елена Васильевна

Введение

1 Литературный обзор

1.1 Современные представления о пористых материалах

1.2 Материалы с иерархической пористой структурой

1.3 Материал МСМ-41 с упорядоченной пористой структурой

1.3.1 Роль ПАВ в формировании упорядоченной структуры материалов

1.3.2 Влияние природы предшественника оксида кремния на свойства материала МСМ-41

1.3.3 Другие факторы, влияющие на структуру МСМ-41

1.4 Металлорганический координационный полимер М1Ь-100(Бе)

1.4.1 Особенности структуры и свойства М1Ь-100(Ее)

1.4.2 Каталитические свойства М1Ь-100(Бе) в разложении органических веществ в растворах

1.5 Иерархические композиты на основе оксида кремния

1.5.1 МОКП на оксидокремниевых подложках МСМ-41 и ББЛ-15

1.5.2 Иерархические композиты на основе диатомита

Заключение к главе

2 Экспериментальная часть

2.1 Исходные материалы и реагенты

2.2 Синтез сорбентов и катализаторов

2.2.1 Синтез МСМ-41 и катализатора Л§/МСМ-41

2.2.2 Синтез композитов МСМ-41/диатомит

2.2.3 Синтез М1Ь-100(Ее) и композитов М1Ь-100(Бе)/диатомит

2.3 Исследование структуры и свойств материалов

2.3.1 Исследование МСМ-41 и композитов МСМ-41/диатомит

2.3.2 Исследование М1Ь-100(Бе) и М1Ь-100(Бе)/диатомит

2.4 Исследование сорбционных и каталитических свойств

2.4.1 Исследование сорбции паров толуола и изопропилового спирта

2.4.2 Каталитическое окисление СО и пропилена на катализаторе Ag/MCM-41

2.4.3 Фотокаталитическое разложение фенола в присутствии пероксида водорода на MIL-100(Fe) и композитах MIL-100(Fe)/диатомит

3 Влияние условий синтеза на структуру и свойства упорядоченных и иерархических материалов

3.1 Влияние условий синтеза на структуру МСМ-41

3.1.1 Влияние природы предшественника оксида кремния и гидротермальной обработки на структуру МСМ-41

3.1.2 Влияние соотношения ЦТАБ^

3.1.3 Исследование термической стабильности МСМ-41

3.2 Особенности структуры композитов МСМ-41/диатомит

3.3 Иерархические композиты М1Ь-100^еУдиатомит

3.3.1 Пористая структура MIL-100(Fe)

3.3.2 Композиты М1Ь-100^еУдиатомит, полученные сборкой MIL-100(Fe) из примесных ионов Fe в диатомите

3.3.3 Композиты MIL-100(Fe)/диатомит, полученные с добавлением нитрата железа в качестве предшественника железа

Заключение к главе

4 Исследование сорбционных и каталитических свойств материалов с упорядоченной и иерархической пористой структурой

4.1 Сорбция толуола и изопропилового спирта

4.2 Окисление СO на катализаторах Ag/MCM-41

4.3 Разложение фенола на MIL-100(Fe) и MIL-100(Fe)/диатомит

Заключение к главе

Заключение

Список сокращений

Список литературы

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сорбционные и каталитические материалы с упорядоченной и иерархической пористой структурой на основе диатомита»

Актуальность исследования

Актуальность диссертационного исследования связана с проблемой загрязнения окружающей среды и поиском новых высокоэффективных сорбентов и катализаторов для очистки воды и воздуха от органических соединений. Величина удельной площади поверхности и особенности пористой структуры сорбента или носителя в значительной степени обуславливают эффективность сорбентов и катализаторов.

Особый интерес в качестве сорбентов и катализаторов представляют материалы с иерархической пористой структурой. Такие материалы имеют систему открытых широких мезо- и макропор, обеспечивающих эффективный массоперенос, и систему микро- и/или мезопор, обеспечивающих высокую удельную площадь поверхности и сорбционную емкость материала. Комбинирование в композитном материале иерархической пористой структуры и фрагментов с упорядоченной пористой структурой позволит создавать новые материалы с уникальными свойствами, обусловленными особенностями этой структуры.

Материалы с упорядоченной пористой структурой характеризуются уникальной системой микро- или мезопор с фиксированным размером и функциональными свойствами поверхности, что в совокупности определяет высокую сорбционную способность таких материалов, а также избирательность в адсорбции и/или каталитическом превращении. Оксид кремния с упорядоченной пористой структурой типа МСМ-41 отличается от современных промышленных

Л

адсорбентов высокой величиной удельной площади поверхности (1000-1400 м /г), большим объёмом пор и высокой сорбционной емкостью по отношению к летучим органическим соединениям (ЛОС), что обуславливает его привлекательность в качестве сорбента для очистки воздуха, а также носителя для катализаторов экологического назначения. Мезопористый металлорганический

координационный полимер МГЬ-100(Ре) также характеризуется упорядоченной пористой структурой и величиной удельной площади поверхности

Л

более 1000 м /г, в своей структуре имеет железосодержащие центры, которые определяют каталитические свойства МГЬ-100(Ре) в Фентон процессе. MIL-100(Fe) обладает достаточно высокой устойчивостью в водных растворах, доказана большая стабильность МГЬ-100(Ре) в фото-Фентон процессе в присутствии пероксида водорода в сравнении с Fe2Oз.

Диатомит является природным оксидом кремния, он характеризуется высокой доступностью и вместе с тем уникальной развитой мезо-макропористой структурой. Использование диатомита в качестве первичного носителя для формирования на его поверхности частиц МСМ-41 или М!Ь-100^е) обусловит получение материалов с иерархической пористой структурой, которые будут иметь систему открытых широких мезо- и макропор диатомита и систему микро-и мезопор МСМ-41 или МГЬ-100(Ре), обеспечивающих высокую удельную площадь поверхности.

Исследование особенностей формирования композитных иерархических материалов на основе диатомита, МСМ-41 и MIL-100(Fe), особенностей их структуры позволит определить новые подходы к созданию сорбентов и катализаторов для эффективного решения задач сорбции и каталитического разложения органических загрязнителей.

Работа выполнялась при поддержке гранта РФФИ и администрации Томской области (проект № 19-43-700008) и государственного задания Министерства науки и высшего образования России в сфере научной деятельности (проект FSWM-2020-0037).

Степень разработанности темы исследования

В литературе главным образом представлены исследования особенностей получения МСМ-41 из тетраэтоксисилана (ТЭОС), однако есть интерес к использованию силиката натрия в качестве более доступного предшественника, что в литературе обсуждалось в меньшей мере. При этом исследований влияния гидротермальной обработки и системного понижения количества ЦТАБ в

реакционной смеси при синтезе МСМ-41 из силиката натрия раньше не проводилось.

Работы по получению и практическому использованию иерархических композитов на основе диатомита немногочисленны. Есть работы по получению цеолитов на поверхности диатомита, однако получение МСМ-41 или металлорганических координационных полимеров на поверхности диатомита является новым. Комплексной оценки использования диатомита одновременно в качестве носителя и предшественника для получения вторичной структуры в композитах сделано не было. В связи с этим, исследование особенностей структуры иерархических композитов на основе диатомита, обуславливающих их сорбционные, каталитические и фотокаталитические свойства, является актуальным.

Цель работы установление физико-химических закономерностей формирования упорядоченной и иерархической пористой структуры сорбционных и каталитических материалов на основе диатомита, мезопористого оксида кремния со структурой МСМ-41 и металлорганического координационного полимера М1Ь-100(Бе).

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Установить влияние гидротермальной обработки, соотношения реагентов на физико-химические характеристики мезопористого упорядоченного оксида кремния со структурой МСМ-41, получаемого из силиката натрия Ка20-38Ю2.

2. Установить влияние соотношения №ОН/диатомит на физико-химические характеристики композитов МСМ-41/диатомит, получаемых при гидротермальной обработке диатомита в присутствии №ОН и цетилтриметиламмоний бромида (ЦТАБ).

3. Установить влияние различных подходов к синтезу композитов М1Ь-100^е)/диатомит на особенности структуры и физико-химические характеристики композитов.

4. Исследовать сорбционные и каталитические свойства композитных иерархических материалов МСМ-41/диатомит и М1Ь-100^еУдиатомит для

решения задач защиты окружающей среды: адсорбции летучих органических соединений на примере толуола и изопропилового спирта, фоторазложения фенола в водных растворах, а также катализатора Ag/MCM-41 в реакции низкотемпературного селективного окисления СО в присутствии пропилена. Научная новизна

1. На основании результатов исследований влияния природы предшественника оксида кремния и условий синтеза материала МСМ-41 впервые показано, что формирование упорядоченной структуры МСМ-41 из силиката натрия происходит без гидротермальной обработки.

2. Впервые выявлена связь между соотношением NaOH/диатомит на стадии синтеза и физико-химическими характеристиками композитов MCM-41/диатомит, получаемых при гидротермальной обработке диатомита в присутствии NaOH и цетилтриметиламмоний бромида (ЦТАБ). Показано, что увеличение массового соотношения NaOH/диатомит от 0,12 до 0,45 приводит к увеличению доли МСМ-41 в композитах, и соответственно увеличению объема мезопор в

-5

иерархических композитах MCM-41/диатомит до 0,54 см /г и удельной площади

л

поверхности до 662 м /г.

3. Впервые исследовано формирование металлорганического полимерного каркаса MIL-100(Fe) в композитах MIL-100(Fe)/диатомит из примесного железа в диатомите или из дополнительно введённого нитрата железа (III). Показано, что при синтезе MIL-100(Fe) на поверхности диатомита происходит формирование композитов MIL-100(Fe)/диатомит с иерархической пористой структурой и с

л

удельной площадью поверхности до 441 м /г.

4. Определены кинетические параметры реакции разложения фенола в присутствии пероксида водорода (Фентон процесс) и при облучении видимым светом (фото-Фентон процесс) на MIL-100(Fe) и композитах MIL-100^е)/диатомит.

Теоретическая значимость исследования

Результаты исследования могут быть использованы для расширения фундаментальных знаний в области получения материалов с упорядоченной и

иерархической пористой структурой, являющиеся основой для создания новых функциональных наноматериалов, в частности сорбентов и катализаторов.

Практическая значимость исследования

Разработанные подходы могут быть использованы при разработке сорбентов, катализаторов и фотокатализаторов для сорбции летучих органических соединений, каталитического фотоокисления органических загрязнителей в воде и каталитической очистки смесей углеводородов от угарного газа (каталитического яда катализаторов полимеризации). По результатам работы получено 2 патента РФ.

Методология и методы исследования

Методологическая основа исследований, проводимых в рамках диссертационной работы, включает:

1) системный подход к анализу современного состояния исследований в области материалов с упорядоченной и иерархической пористой структурой, выявление проблем получения материалов с иерархической пористой структурой из природного сырья, применения их в сорбционных и каталитических процессах и поиск путей их решения;

2) разработку и реализацию предварительно обоснованных экспериментов и комплексный подход к исследованию полученных материалов с использованием современных физико-химических методов;

3) проведение системного анализа в исследовании и выявление зависимостей физико-химических характеристик образцов от состава реакционной среды, условий синтеза и обработок.

Основными методами исследования структуры и свойств образцов и состояния компонентов были: низкотемпературная адсорбция азота, рентгенофазовый анализ, метод малоуглового рентгеновского рассеяния, сканирующая электронная микроскопия. Также использовалась ИК-спектроскопия, термогравиметрический анализ и дифференциальная сканирующая калориметрия, метод температурно-программированного восстановления в водороде и просвечивающая электронная микроскопия.

Исследование сорбции паров толуола и изопропилового спирта проводили в статических условиях. Каталитическое окисление СО проводили в режиме температурно-программируемого нагрева с масс-спектрометрическим анализом продуктов. Фотокаталитическое окисление проводили в термостатируемом открытом сосуде, раствор облучали газозарядной лампой. Концентрация фенола анализировалась флуориметрическим методом.

Положения, выносимые на защиту:

1. Роль силиката натрия в качестве предшественника оксида кремния при малых количествах темплата цетилтриметиламмоний бромида (ЦТАБ^ = 0,025-0,125) в формировании структуры материала МСМ-41 и увеличение степени упорядоченности структуры материала при проведении гидротермальной обработки.

2. Влияние массового соотношения КаОИ/диатомит от 0,12 до 0,45 на увеличение вклада мезопор в структуре иерархического композита МСМ-41/диатомит, полученного обработкой диатомита в присутствии КаОИ и цетилтриметиламмоний бромида в гидротермальных условиях.

3. Влияние способа введения предшественника железа (в диатомит или в раствор) на особенности формирования и распределения частиц М!Ь-100^е) на внешней поверхности и/или внутри макропор диатомита с получением композитов М!Ь-100^е)/диатомит с иерархической пористой структурой.

4. Влияние распределения наноразмерных частиц М!Ь-100^е) на поверхности диатомита на увеличение фотокаталитической активности композитов М1Ь-100^е)/диатомит в реакции разложения фенола в присутствии пероксида водорода по сравнению с ненанесенным М1Ь-100(Ее).

Степень достоверности результатов

Достоверность результатов обеспечивается воспроизводимостью экспериментальных данных, использованием современного

научно-исследовательского оборудования и согласованностью результатов между собой и с существующими в литературных источниках.

Апробация результатов исследования

Материалы диссертации были представлены и обсуждены на всероссийских и международных конференциях: The 8th Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT8) (Япония, Иокогама, 2018); V международная конференция стран СНГ «Золь-гель 2018» (Санкт-Петербург, 2018); V International scientific school-conference for young scientists «Catalysis: from science to industry» (Томск, 2018); VI Всероссийская научная молодежная школа-конференция «Химия под знаком СИГМА: исследования, инновации, технологии» (Омск, 2020); VI International scientific school-conference for young scientists «Catalysis: from science to industry» (Томск, 2020); Международная школа-конференция «The 7th ISGS Online Summer School: Hybrid Materials: cutting edge applications» (Испания, Кастельон-де-ла-Плана, 2020); XVIII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых Перспективы развития фундаментальных наук (Томск, 2021); VI Международная научная молодёжная школа-конференция «Catalyst Design: From Molecular to Industrial Level» (Новосибирск, 2021); IV Российский конгресс по катализу «РОСКАТАЛИЗ» (Казань, 2021).

Личный вклад автора

Автором самостоятельно проведен синтез всех систем, измерение удельной площади поверхности, исследование сорбционных и каталитических свойств. Диссертант принимал участие в формулировке целей и задач исследования, обработке и интерпретации полученных экспериментальных данных, а также в подготовке статей и патентов к публикации.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 133 страницах, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка сокращений и списка литературы из 158 наименований, включает 41 рисунок и 11 таблиц.

1 Литературный обзор 1.1 Современные представления о пористых материалах

В настоящее время пористые материалы широко распространены в нашем мире и используются для решения задач адсорбции, гетерогенного катализа, медицины, энергетики и во многих других областях. Большое внимание уделяется разработке методов управления пористой структурой и увеличению удельной поверхности пористых материалов, поскольку эффективность сорбентов и катализаторов связана с природой, величиной и доступностью их поверхности.

Существуют различные классификации пористых материалов. Широкое распространение получила классификация, предложенная Дубининым в 1972 году и принятая Международным союзом чистой и прикладной химии (ИЮПАК) [1]. Она базируется на особенностях механизмов физической адсорбции в порах разного размера. Согласно классификации, пористые материалы делят в зависимости от размера на микропористые (менее 2 нм), мезопористые (от 2 до 50 нм) и макропористые (более 50 нм). Классификация Дубинина не учитывает морфологию пор, их взаимное размещение и связность. Происхождение классификации в основном обязано выделению области пор, в которых происходит капиллярная конденсация (мезопоры). Наблюдаемый адсорбционный гистерезис на изотермах для мезопористых материалов может быть использован для определения структуры мезопор. Форма гистерезиса обусловлена типом и формой пор. Следует отметить, что эти типы форм гистерезиса относятся к идеализированным случаям. На практике изотермы могут иметь более сложный вид вследствие одновременного наличия пор различного размера и формы и их связности.

На протяжении развития адсорбции было предложено несколько классификаций пористых материалов, основанных на сравнении геометрии и морфологии пористого пространства [2 ]. Однако из-за большого разнообразия твердых пористых тел, привести классификацию, которая бы описывала

полностью все материалы вызывает сложности. Л. В. Радушкевич предложил классификацию пористых материалов по двум общим признакам [ 3 ]: а) механизму образования и происхождения и б) общему характеру текстуры. По первому признаку выделены две основные группы: системы сложения и системы роста. Системы сложения образуются при случайном соединении (суммировании) первичных частиц или их агрегатов. Системы роста - результат развития (роста) системы пор, например, в процессах выгорания, растворения и т.д., или ориентированного роста каркаса твердой фазы, происходящего, в частности, при образовании цеолитов, кораллов и т.д. Для систем роста часто характерна индивидуальная, почти неповторимая морфология, поэтому детальное описание текстуры следует связывать с механизмами образования, а системы сложения могут описываться общими статистическими закономерностями. Классификация по второму признаку - общему характеру текстуры, выделяет системы с четко упорядоченной и разупорядоченной структурами. При рассмотрении морфологии тел на различных масштабных уровнях, среди пористых материалов можно выделить группу иерархических материалов. Такие материалы имеют бимодальное распределение пор по размерам, и их называют материалами с иерархической пористостью [ 4 ]. Таким образом, независимо от выбора классификации, пористые тела могут быть охарактеризованы по следующим основным признакам: размеру, геометрии и морфологии пор.

Многочисленная группа пористых материалов позволяет подбирать материалы под поставленные практические задачи. За последнее время были достигнуты значительные успехи в области создания пористых материалов с упорядоченной структурой. Это привело к открытию новых способов управления текстурными и функциональными свойствами пористых материалов и расширило область их применения [5].

Оксиды кремния с упорядоченной пористой структурой могут быть получены методом темплатного синтеза. Среди них часто исследуемым является материал МСМ-41. Система периодически повторяющихся, проходящих сквозь весь объем материала однородных мезопор и высокие адсорбционные

характеристики материала (удельная площадь поверхности и объем пор) обуславливают научный и практический интерес к МСМ-41 в сорбции [ 6], катализе [7, 8], оптике [9], медицине [10] и других областях.

Повышенное внимание к металлорганическим координационным полимерам (МОКП) начало проявляться в 1990-х годах за счет предложенных Робсоном и Хоскинсом подходов к синтезу и созданию структуры МОКП [11]. Благодаря высокой вариативности синтеза класс МОКП включает большое количество различных структур, свойства которых можно даже предсказать исходя из свойств исходных компонентов. Для МОКП свойственен большой объем пор (50% от общего объема или более), а выбор исходных структурных элементов позволяет варьировать такие параметры, как размер пор (увеличивать диаметр до 98 А), плотность (уменьшать до 0,126 г/см3), а также величину

л

удельной поверхности (варьировать от 1000 до 10000 м /г) [12]. Стоит отметить, что важен не только выбор самих структурных элементов, но и их взаимодействие [13, 14]. МОКП перспективны для применения в адсорбционных процессах для разделения и хранения газов [15, 16], в катализе [17], в медицине [18] и т.д.

1.2 Материалы с иерархической пористой структурой

Распространение в природе материалов с иерархической структурой обширно, к ним относят панцири диатомовых водорослей, крыло бабочки, ствол дерева, кораллы, кости человека и т.д (рисунок 1.1). Иерархическая структура природных материалов позволяет живым организмам адаптироваться к условиям окружающей среды. Она обеспечивает малый вес при сохранении высокой прочности (крылья бабочки, кости); облегчает потребление ресурсов, в частности, транспорт воды и питательных веществ, проникновение света для фотосинтеза (листья лотоса). Использование принципов живой природы (использование биомиметического подхода) для создания материалов с иерархической структурой может являться основой для получения высокоэффективных решений для сорбции, катализа и других областей.

Рисунок 1.1 - Разнообразие природных материалов с иерархической структурой

[19]

В последнее время, все активнее растет количество научных работ, посвященных получению иерархических пористых материалов [20, 21]. Широкое распространение исследований по разработке синтетических подходов к получению иерархических пористых материалов в первую очередь обусловлено необходимостью снижения диффузионных затруднений при подводе компонента к поверхности пористого пространства сорбционного или каталитического

материала. Транспортные поры, обычно макро- или широкие мезопоры, обеспечивают более эффективный транспорт веществ к поверхности, это определяет улучшение сорбционных и/или каталитических свойств материала за счет повышения доступности его активных центров для реагентов [22]. Наиболее выражена проблема диффузионных ограничений для микропористых материалов, таких как цеолиты, углеродные материалы, металлорганические координационные полимеры.

Цеолиты всегда привлекали большое внимание в качестве катализаторов и адсорбентов. Тем не менее, их применение имеет ограничения, которые в первую очередь связаны с невозможностью использования цеолитов в каталитических реакциях с большими молекулами-реагентами, поскольку система микропор не позволяет осуществить подход крупных молекул к активным центрам внутри микропористой системы цеолитов, что нивелирует их развитую поверхность. Поскольку сложность массопереноса жидких и газообразных веществ в микропористых твердых веществах приводила к ограниченному использованию цеолитов, осуществлялось множество попыток улучшить подвод реагентов к активным в катализе центрам за счет расширения пор цеолитов, уменьшения размера кристаллов или введения дополнительной мезопористости в систему [23, 24].

На рисунке 1.2 представлена схема, в основу которой принято представление о строении и способах получения иерархических цеолитов. Иерархические материалы на основе цеолитов можно разделить на две группы: цеолитные иерархические материалы и композитные материалы на основе цеолитов. Иерархические цеолиты характеризуются присущей им микропористостью, обусловленной их кристаллической структурой, и дополнительной иерархически связанной системой транспортных пор. Синтез таких материалов в основном осуществляется по принципу «снизу вверх», когда дополнительная пористость образуется либо в процессе кристаллизации частиц цеолита, либо путем целенаправленного агрегирования отдельных кристаллов цеолита. С другой стороны, некоторые способы приготовления основаны на

нисходящих подходах (подходы «сверху вниз»), таких как вытравливание компонентов из структуры уже полученного материала. В зависимости от морфологии иерархического цеолита можно выделить (рисунок 1.2 столбцы 1-4):

1) иерархические монокристаллы цеолита (zeolite single crystals);

2) иерархические монолитные цеолитные материалы (monolithic zeolite materials);

3) иерархические сросшиеся цеолитные листы (intergrown zeolite sheets);

4) иерархические пористые агрегаты (aggregated zeolite systems), например, нанокристаллов цеолита.

complete crystallisation / transformation

Рисунок 1.2 - Классификация иерархических цеолитов и способы их получения

[25]

Группа иерархических композитных материалов (composite materials) имеет, по меньшей мере, один материал, действующий в качестве положки для цеолита и в некоторых случаях обеспечивающий дополнительную пористость,

необходимую для создания иерархической системы пор. Носитель может (рисунок 1.2 столбцы 5-6):

1) использоваться в качестве связующего, обеспечивающего прочную агрегацию кристаллов цеолита с образованием межкристаллической пористости, возникающей в результате агрегации в процессе прессования или формования;

2) иметь внутреннюю пористость и выступать в качестве подложки для синтеза цеолита на её поверхности, что приводит к получению пористого носителя, покрытого цеолитом;

3) представлять собой предварительно сформованный материал (обычно мезо- или макропористый), содержащий, по меньшей мере, один ингредиент (в основном БЮ2) для кристаллизации цеолита. Материал помещают в условия, обеспечивающие синтез цеолита за счет частичного растворения положки с образованием растворимых форм кремния, выступающих в качестве предшественника для повторной кристаллизации цеолита. Таким образом, исходный материал (частично) превращается в цеолит, в результате чего получается композитный материал, который характеризуется очень прочным срастанием между цеолитным покрытием и оставшейся подложкой.

Иерархические цеолиты являются наиболее изученными материалами, однако описанные синтетические подходы могут быть использованы для получения других неорганических, а также гибридных иерархических материалов [26].

Часто при получении иерархических материалов прибегают к использованию структурирующих веществ, в частности поверхностно-активных веществ (ПАВ). К примеру, для структурирования оксида кремния проводят осаждение его предшественника в присутствии ПАВ, которые используют для формирования пористой структуры. Прочные и высокопроницаемые пористые монолиты из диоксида кремния с иерархической структурой могут быть получены путем добавления катионных и неионогенных поверхностно-активных веществ в состав реакционной смеси. К примеру, авторы [27] показали, что ЦТАБ

обеспечивает образование мезопор, а полиэтиленгликоль (ПЭГ) способствует формированию макропористой структуры со взаимосвязанными макропорами.

В 2011 году группа ученых под руководством R. Ryoo представили результаты, согласно которым впервые был получен полностью упорядоченный микро-мезопористый материал, у которого микропористая и мезопористая системы пор имели периодичность, независящую друг от друга [28]. Морфология пор представляла собой 2Э-упорядоченную систему цилиндрических мезопор, стенки которых образовывал микропористый цеолит МБ! Размер мезопор составил 15 нм. Для синтеза использовался бифункциональный темплат со сложной структурой, входящий в группу четвертичных аминов. Описанный способ синтеза позволил получить проникающие поры во всем объеме материала. Однако получение таких материалов осложнено использованием дорогостоящих темплатов, требует точное соблюдение условий и обычно занимает много времени.

Синтез иерархических пористых композитов на основе природных пористых материалов может быть альтернативным решением. В таком случае иерархическая структура пор будет представлена сочетанием макропористой природной подложки, к примеру, диатомита, на поверхности которого синтезирован и распределен материал с другой пористой структурой. Предлагаемый способ отличается простотой, позволяет варьировать природу нанесённого материала в зависимости от задач. За счет использования природного материала синтез потребует меньших финансовых затрат.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Евдокимова Елена Васильевна, 2023 год

Список литературы

1. Physisorption of gases, with special reference to the evaluation of surface area and pore size distribution (IUPAC Technical Report) / M. Thommes [et al.] // Pure Appl. Chem. - 2015. - Vol. 87, is. 9-10. - P. 1051-1069.

2 . Карнаухов А. П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов / А. П. Карнаухов - Новосибирск : Наука. Сиб. предприятие РАН, 1999. - 470 с.

3 . Фенелонов В. Б. Введение в физическую химию формирования супрамолекулярной структуры адсорбентов и катализаторов / В. Б. Фенелонов -Новосибирск : Издательство сибирского отделения Российской Академии Наук, 2004. - 414 с.

4. Изаак Т. И. Макропористые монолитные материалы: синтез, свойства, применение / Т. И. Изаак, О. В. Водянкина // Успехи химии. - 2009. - Т. 78, № 1. -С. 80-92.

5. Davis M. E. Ordered porous materials for emerging applications // Nature. -2002. - Vol. 417, is. 6891. - P. 813-821.

6. Solid amine sorbents for CO2 capture by chemical adsorption: A review / E. E. Unveren [et al.] // Petroleum. - 2017. - Vol. 3, is. 1. - P. 37-50.

7. Taguchi A. Ordered mesoporous materials in catalysis / A. Taguchi, F. Schuth // Microporous Mesoporous Mater. - 2005. - Vol. 77, is. 1. - P. 1-45.

8 . Functionalized Ordered Mesoporous Silicas (MCM-41): Synthesis and Applications in Catalysis / G. Martinez-Edo [et al.] // Catalysts. - 2018. - Vol. 8, is. 12. - P. 617-680.

9. Zanoni K. P. S. Host-guest luminescent materials based on highly emissive species loaded into versatile sol-gel hosts / K. P. S. Zanoni, L. P. Ravaro, A. S. S. de Camargo // Dalton Trans. - 2018. - Vol. 47, is. 37. - P. 12813-12826.

10. Mesoporous Silica Nanoparticles: A Comprehensive Review on Synthesis and Recent Advances / R. Narayan [et al.] // Pharmaceutics. - 2018. - Vol. 10, is. 3. - P. 118-168.

11 . Rodenas T. Metal-Organic Frameworks (MOFs) // Encyclopedia of Membranes. / E. Drioli, L. Giorno. - Berlin, Heidelberg : Springer, 2015. - P. 1-3.

12. Металл-органические каркасные структуры: строение, свойства, методы синтеза и анализа / В. В. Бутова [и др.] // Успехи химии. - 2016. - T. 85, № 3. - C. 280-307.

13. Metal-organic framework-based hierarchically porous materials: Synthesis and applications / G. Cai [et al.] // Chem. Rev. - 2021. - Vol. 121, is. 20. - P. 1227812326.

14. Metal-organic Framework Nanocomposites: From Design to Application / A. Khan [et al.] - Boca Raton : CRC Press, 2020. - 355 p.

15. Caro J. Are MOF membranes better in gas separation than those made of zeolites? // Curr. Opin. Chem. Eng. - 2011. - Vol. 1, is. 1. - P. 77-83.

16. Carbon capture and conversion using metal-organic frameworks and MOF-based materials / M. Ding [et al.] // Chem. Soc. Rev. - 2019. - Vol. 48, is. 10. - P. 2783-2828.

17. Исаева В. И. Применение металлоорганических каркасных структур в катализе (обзор) / В. И. Исаева, Л. М. Кустов // Нефтехимия. - 2010. - Т. 50, № 3. - С. 179-193.

18. Metal-organic frameworks in biomedicine / P. Horcajada [et al.] // Chem. Rev. - 2012. - Vol. 112, is. 2. - P. 1232-1268.

19. Su B. L. Insights into hierarchically structured porous materials: from nanoscience to catalysis, separation, optics, energy, and life science / B. L. Su, C. Sanchez, X. Y. Yang. - Wiley, 2012. - 678 p.

20. Hierarchical 3D Flower-like Metal Oxides Micro/Nanostructures: Fabrication, Surface Modification, Their Crucial Role in Environmental Decontamination,

Mechanistic Insights, and Future Perspectives / K. Solanki [et al.] // Small. - 2023. - P. 2300394.

21. Hierarchically structured zeolites: from design to application / L. H. Chen [et al.] // Chemical reviews. - 2020. - Vol. 120, is. 20. - P. 11194-11294.

22. Designing heterogeneous hierarchical material systems: a holistic approach to structural and materials design / E. Ryan [et al.] // MRS Commun. - 2019. - Vol. 9, is. 2. - Р. 628-636.

23. State of the art and perspectives of hierarchical zeolites: practical overview of synthesis methods and use in catalysis / D. Kerstens [et al.] // Adv. Mater. - 2020. -Vol. 32, is. 44. - P. 2004690.

24. Serrano D. P. Synthesis strategies in the search for hierarchical zeolites / D. P. Serrano, J. M. Escola, P. Pizarro // Chem. Soc. Rev. - 2013. - Vol. 42, is. 9. - P. 40044035.

25. Hierarchy concepts: classification and preparation strategies for zeolite containing materials with hierarchical porosity / W. Schwieger [et al.] // Chem. Soc. Rev. - 2016. - Vol. 45, is. 12. - P. 3353-3376.

26. Hierarchically porous materials: synthesis strategies and structure design / X. Y. Yang [et al.] // Chem. Soc. Rev. - 2017. - Vol. 46, is. 2. - P. 481-558.

27. Silica Monolith Properties Modified by Reaction Mixture Composition and Calcination Process / O. Y. Vodorezova [et al.] // Russ. Phys. J. - 2019. - Vol. 61, is. 10. - P. 1933-1940.

28. Directing zeolite structures into hierarchically nanoporous architectures. science / K. Na [et al.] // Science. - 2011. - Vol. 333, is. 6040. - P. 328-332.

29 . Шабанова Н. А. Основы золь-гель технологии нанодисперсного кремнезема / Н. А. Шабанова, П. Д. Саркисов. - М. : Академкнига, 2004. - 207 с.

30. Brinker C. J. Sol-gel science: the physics and chemistry of sol-gel processing / C. J.Brinker, G. W. Scherer. - London: Academic Press, 1990. - 908 p.

31. A New Family of Mesoporous Molecular Sieves Prepared with Liquid Crystal Templates / J. S. Beck [et al.] // J. Am. Chem. Soc. - 1992. - Vol. 114, is. 27. - P. 10834-10843.

32. Inagaki S. Synthesis of highly ordered mesoporous materials from a layered polysilicate / S. Inagaki, Y. Fukushima, K. Kuroda // J. Chem. Soc., Chem. Commun. -1993, is. 8. - P. 680-682.

33. Mesoporous materials for clean energy technologies / N. Linares [et al.] // Chem. Soc. Rev. - 2014. - Vol.43, is. 22. - P. 7681-7717.

34. Development of a formation mechanism for M41S materials / J.C. Vartuli [et al.] // Stud. Surf. Sci. Catal. - 1994. - Vol. 84. - P. 53-60.

35. Kresge C. T. The discovery of mesoporous molecular sieves from the twenty year perspective / C. T. Kresge, W. J. Roth // Chem. Soc. Rev. - 2013. - Vol. 42, is. 9. -P. 3663-3670.

36. Третьяков Ю. Д. Синтез функциональных нанокомпозитов на основе твердофазных нанореакторов / Ю. Д. Третьяков, А. В. Лукашин, А. А. Елисеев // Успехи химии. - 2004. - Т. 73, № 9. - С. 974-998.

37. The Synthesis and Properties of M41S and Related Mesoporous Materials / J. C. Vartuli [et al.] // Molecular Sieves. - 1998. - Vol. 97, is. 121. - P. 97-119.

38. Silica-Based Mesoporous Organic-Inorganic Hybrid Materials / F. Hoffmann [et al.] // Angew. Chem. Int. Ed. - 2006. - Vol. 45, is. 20. - P. 3216-3251.

39. Studies on mesoporous materials II. Synthesis mechanism of MCM-41 / C.-Y. Chen [et al.] // Microporous Mater. - 1993. - Vol. 2, is. 1. - P. 27-34.

40. System approach to analysis of the role of the synthesis components and stability of the MCM-41 mesostructured silicate material / S. D. Kirik [et al.] // Glass. Ph. and Chem. - 2005. - Vol. 31. - P. 439-451.

41. Cooperative Formation of Inorganic-Organic Interfaces in the Synthesis of Silicate Mesostructures / A. Monnier [et al.] // Science. - 1993. - Vol. 261, is. 5126. -P. 1299-1303.

42. Cooperative organization of inorganic-surfactant and biomimetic assemblies / A. Firouziet [et al.] // Science. - 1995. - Vol. 267, is. 5201. - P. 1138-1143.

43. Thermal degradation of CTAB in as-synthesized MCM-41 / J. Goworek [et al.] // J. Therm. Anal. Calorim. - 2009. - Vol. 96, is. 2. - P. 375-382.

44 . High-temperature synthesis of ordered mesoporous silicas from solo hydrocarbonsurfactants and understanding of their synthetic mechanisms / N. Xiao [et al.] // J. Mater. Chem. - 2009. - Vol. 19, is. 5. - P. 661-665.

45. Patent 5098684. United States, CO1B33/34. Synthetic mesoporous crystaline material / Kresge C. T., Leonowicz M. E., Roth W. J., Vartuli J. C.; assignee Mobil Oil Corp., Fairfax, Va. - application US07625245; field 10.12.1990; public 24.03.1992. -51 p.

46. The preparation of highly ordered MCM-41 with extremely low surfactant concentration / Q. Cai [et al.] // Microporous Mesoporous Mater. - 1999. - Vol. 32, is. 1-2. - P. 1-15.

47. Effect of Surfactant/Silica Molar Ratios on the Formation of Mesoporous Molecular Sieves: Inorganic Mimicry of Surfactant Liquid-Crystal Phases and Mechanistic Implications / J.C. Vartuli [et al.] // Chem. Mater. - 1994. - Vol. 6, is. 12. -P. 2317-2326.

48. Hydrothermal synthesis of MCM-41 using different ratios of colloidal and soluble silica / Amama P. B. [et al.] // Microporous Mesoporous Mater. - 2005. - Vol. 81, is. 1-3. - P. 191-200.

49 . Ordered mesoporous molecular sieves synthesized by a liquid-crystal template mechanism / C. T. Kresge [et al.] // Nature. - 1992. - Vol. 359, is. 6397. - P. 710-712.

50. Synthesis of high-quality MCM-48 and MCM-41 by means of the GEMINI surfactant method / Van Der Voort P. [et al.] // Russ. J. Phys. Chem. B. - 1998. - Vol. 102, is. 44. - P. 8847-8851.

51. Rice husk waste into various template-engineered mesoporous silica materials for different applications: A comprehensive review on recent developments / A. G. Gebretatios [et al.] // Chemosphere. - 2022. - P. 136843.

52. Kinetics of formation of micelle-templated silica mesophases monitored by electron paramagnetic resonance / A. Galarneau [et al.] // J. Colloid Interface Sci. -

1998. - Vol. 201, is. 2. - P. 105-117.

53. Generalized synthesis of periodic surfactant/inorganic composite materials / Q. Huo [et al.] // Nature. - 1994. - Vol. 368, is. 6469. - P. 317-321.

54. Lin H.-P. Salt effect in post-synthesis hydrothermal treatment of MCM-41 / H.-P. Lin, C.-Y. Mou // Microporous Mesoporous Mater. - 2002. - Vol. 55, is. 1. - P. 69-80.

55. Effect of excess silicate on the structure formation and textural properties of MTS materials / A. Inayat [et al.] // J. Porous Mater. - 2010. - Vol. 18, is. 6. - P. 767777.

56. Ryoo R. Synthesis of highly ordered MCM-41 by micelle-packing control with mixed surfactants / R. Ryoo, C. H. Ko, I.-S. Park // Chemical Communications. -

1999. - Vol. 15. - P. 1413-1414.

57. Synthesis of mesoporous silica MCM-41 using sodium silicate derived from copper ore tailings with an alkaline molted-salt method / P. Fu [et al.] // J. Ind. Eng. Chem. - 2015. - Vol. 29. - P. 338-343.

58. Zainalabidin N. Synthesis of MCM-41 from Rice Husk Ash and its Utilization for Lipase Immobilization / N. Zainalabidin, N. H. Mohd Salleh, D. Arbain // Adv. Mat. Res. - 2014. - Vol. 925. - P. 23-27.

59. Yilmaz M. S. Conversion of fly ashes from different regions to mesoporous silica: effect of the mineralogical composition / M. S. Yilmaz, N. K. Mermer // J. Solgel Sci. Technol. - 2016. - Vol. 78. - P. 239-247.

60. Zapelini I. Effect of Hydrothermal Treatment on Structural and Catalytic Properties of [CTA]-MCM-41 / I. Zapelini, L. Silva, D. Cardoso // Silica Materials. -2018. - Vol. 11, is. 5. - P. 860-872.

61. Synthesis of MCM-41 using microwave heating with ethylene glycol / S.-E. Park [et al.] // Catal. Today. - 1998. - Vol. 44, is. 1-4. - P. 301-308.

62. The Complete Control for the Nanosize of Spherical MCM-41 / Y. Chen [et al.] // J. Nanosci. Nanotechnol. - 2012 - Vol. 12, is. 9. - P. 7239-7249.

63. Dilute Solution Routes to Various Controllable Morphologies of MCM-41 Silica with a Basic Medium / Q. Cai [et al.] // Chem. Mater. - 2001 - Vol. 13, is. 2. - P. 258-263.

64. Kim W. J. Synthesis of Hydrothermally Stable MCM-41 with Initial Adjustment of pH and Direct Addition of NaF / W.J. Kim, J.C. Yoo, D.T. Hayhurst // Microporous and Mesoporous Mater. - 2000. - Vol. 39. - P. 177-186.

65 . Role of Framework Sodium versus Local Framework Structure in Determining the Hydrothermal Stability of MCM-41 Mesostructures // T. R. Pauly [et al.] // J. Am. Chem. Soc. - 2002 - Vol. 124, is. 1. - P. 97-103.

66. Highly porous MIL-100(Fe) for the hydrogen evolution reaction (HER) in acidic and basic media / R. Nivetha [et al.] // ACS omega. - 2020. - Vol. 5, is. 30. - P. 18941-18949.

67. MIL-100(Fe) and its derivatives: from synthesis to application for wastewater decontamination / Y. Fang [et al.] // Environ. Sci. Pollut. Res. - 2020. - Vol. 27. - P. 4703-4724.

68. Metal-organic frameworks as adsorbents for sequestering organic pollutants from wastewater / K. A. Adegoke [et al.] // Mater. Chem. Phys. - 2020. - Vol. 253. - P. 123246.

69. Infrared study of the influence of reducible iron (III) metal sites on the adsorption of CO, CO2, propane, propene and propyne in the mesoporous metal-organic framework MIL-100/ H. Leclerc [et al.] // Phys. Chem. Chem. Phys. - 2011. - Vol. 13, is. 24. - P. 11748-11756.

70. Facile loading of Cu(I) in MIL-100(Fe) through redox-active Fe(II) sites and remarkable propylene/propane separation performance / A. R. Kim [et al.] // Chem. Eng. J. - 2018. - Vol. 331. - P. 777-784.

71. Comparison of porous iron trimesates basolite F300 and MIL-100(Fe) as heterogeneous catalysts for lewis acid and oxidation reactions: roles of structural defects and stability / A. Dhakshinamoorthy [et al.] // ACS Catalysis. - 2012. - Vol. 2, is. 10. -P. 2060-2065.

72 . Modified MIL-100(Fe) for enhanced photocatalytic degradation of tetracycline under visible-light irradiation / Y. He [et al.] // J. Colloid Interface Sci. -2020. - Vol. 574. - P. 364-376.

73. Hydrothermal synthesize of HF-free MIL-100(Fe) for isoniazid-drug delivery / M.A. Simon [et al.] // Sci. Rep. - 2019. - Vol. 9, is. 1. - P. 16907.

74. Large scale fluorine-free synthesis of hierarchically porous iron (III) trimesate MIL-100(Fe) with a zeolite MTN topology / Y. K. Seo [et al.] // Microporous and Mesoporous Materials. - 2012. - Vol. 157. - P. 137-145.

75. Green microwave synthesis of MIL-100 (Al, Cr, Fe) nanoparticles for thin-film elaboration / A. García Márquez [et al.] // Eur. J. Inorg. Chem. - 2012. - Vol. 2012, is. 32. - P. 5165-5174.

76. Effect of mineralizing agents on the adsorption performance of metal-organic framework MIL-100(Fe) towards chromium (VI) / Y. Fang [et al.] // Chem. Eng. J. -2018. - Vol. 337. - P. 532-540.

77. Synthesis and catalytic properties of MIL-100(Fe), an iron (III) carboxylate with large pores / P. Horcajada [et al.] // Chem. Commun. - 2007. - Vol. 27. - P. 28202822.

78. HF-free synthesis of nanoscale metal-organic framework NMIL-100(Fe) as an efficient dye adsorbent / S. Duan [et al.] // ACS Sustain. Chem. Eng. - 2016. - Vol. 4, is. 6. - P. 3368-3378.

79. Technologies for the removal of phenol from fluid streams: a short review of recent developments / G. Busca [et al.] // J. Hazard. Mater. - 2008. - Vol. 160, is. 2-3. - P. 265-288.

80. Homogeneous photo-Fenton processes at near neutral pH: a review / L. Clarizia [et al.] // Appl. Catal. B: Env. - 2017. - Vol. 209. - P. 358-371.

81. Wang J. Fe-based Fenton-like catalysts for water treatment: preparation, Wang J. Fe-based Fenton-like catalysts for water treatment: preparation, characterization and modification / J. Wang, J. Tang // Chemosphere. - 2021. - Vol. 276. - P. 130177.

82. Son B. T. Natural clay minerals and fly ash waste as green catalysts for heterogeneous photo-Fenton reactions / B. T. Son, N. V. Long, N. T. N. Hang // New J. Chem. - 2021. - Vol. 45, is. 39. - P. 18552-18566.

83 . Brillas E. A review on the photoelectro-Fenton process as efficient electrochemical advanced oxidation for wastewater remediation. Treatment with UV light, sunlight, and coupling with conventional and other photo-assisted advanced technologies // Chemosphere. - 2020. - Vol. 250. - P. 126198.

84. A critical review on metal complexes removal from water using methods based on Fenton-like reactions: Analysis and comparison of methods and mechanisms / Y. Zhu [et al.] // J. Hazard. Mater. - 2021. - Vol. 414. - P. 125517.

85. Metal-organic frameworks for highly efficient heterogeneous Fenton-like catalysis / M. Cheng [et al.] // Coord. Chem. Rev. - 2018. - Vol. 368. - P. 80-92.

86. Fe-based metal organic frameworks (Fe-MOFs) for organic pollutants removal via photo-Fenton: A review / C. Du [et al.] // Chem. Eng. J. - 2022. - Vol. 431. - P. 133932.

87. Review on the synthesis and activity of iron-based catalyst in catalytic oxidation of refractory organic pollutants in wastewater / Y. Ruan [et al.] // J. Clean. Prod. - 2021. - Vol. 321. - P. 128924.

88 . Efficient degradation of high concentration azo-dye wastewater by heterogeneous Fenton process with iron-based metal-organic framework / H. Lv [et al.] // J. Mol. Catal. A: Chem. - 2015. - Vol. 400. - P. 81-89.

89. Enhanced Fenton-like catalysis by iron-based metal organic frameworks for degradation of organic pollutants / C. Gao [et al.] // J. Catal. - 2017. - Vol. 356. - P. 125-132.

90. Trade-off between Fenton-like activity and structural stability of MILs(Fe) / Y. Ren [et al.] // Chem. Eng. J. - 2021. - Vol. 420. - P. 129583.

91 . MIL-100(Fe) metal-organic framework catalyzed oxidation of phenol revisited: dark-Fenton activity of the catalyst / D. Ozer [et al.] // Res. Chem. Intermed. -

2020. - Vol. 46. - P. 909-922.

92. Critical aspects of the stability and catalytic activity of MIL-100(Fe) in different advanced oxidation processes / A. M. Chavez [et al.] // Sep. Purif. Technol. -

2021. - Vol. 255. - P. 117660.

93. Yuan N. The marriage of metal-organic frameworks and silica materials for advanced applications / N. Yuan, X. Zhang, L. Wang // Coord. Chem. Rev. - 2020. -Vol. 421. - P. 213442.

94. Yin X. Hierarchical metal-organic framework (MOF) pore engineering / X. Yin, A. Alsuwaidi, X. Zhang // Microporous Mesoporous Mater. - 2022. - Vol. 330. -P.111633.

95 . Facile synthesis of MOF-5 confined in SBA-15 hybrid material with enhanced hydrostability / C. M. Wu [et al.] // Chem. Commun. - 2013. - Vol. 49, is. 12. - P. 1223-1225.

96. One pot microwave synthesis of MCM-41/Cu based MOF composite with improved CO2 adsorption and selectivity / N. E. Tari [et al.] // Microporous Mesoporous Mater. - 2016. - Vol. 231. - P. 154-162.

97. Preparation of novel hybrid catalyst with an hierarchical micro-/mesoporous structure by direct growth of the HKUST-1 nanoparticles inside mesoporous silica matrix (MMS) / V. I. Isaeva [et al.] // Microporous Mesoporous Mater. - 2020. - Vol. 300. - P. 110136.

98. Synthesis of hierarchically structured hybrid materials by controlled self-assembly of metal-organic framework with mesoporous silica for CO2 adsorption / C. Chen [et al.] // ACS Appl. Mater. Interfaces. - 2017. - Vol. 9, is. 27. - P. 23060-23071.

99. Mahmoudi F. Hydrothermal synthesis of novel MIL-100(Fe)@ SBA-15 composite material with high adsorption efficiency towards dye pollutants for

wastewater remediation / F. Mahmoudi, M. M. Amini, M. Sillanpaa // J. Taiwan Inst. Chem. Eng. - 2020. - Vol. 116. - P. 303-313.

100. Диатомовые водоросли СССР (ископаемые и современные) : в 3 т. / гл.ред. И. В. Макарова. - СПб.: Наука, 1992. - Т. 2: Россия. - 125 с.

101 . Влияние типа модификации диатомита на его сорбционную способность / Д. Е. Борисков [и др.] // Инновационная техника и технология. -2019. - Т. 6, №. 3. - С. 68-74.

102. Патент 2620809. Российская Федерация, МПК: B01J 20/16 (2006.01), B01J 20/10 (2006.01), B01J 20/20 (2006.01), B01J 20/30 (2006.01). Способ модифицирования природных сорбентов / Лукьянов А. А. (RU), Кочеткова К. В. (RU), Фаизов Р. Р. (RU), Исаев А. В. (RU), Бузаева М. В. (RU), Давыдова О. А. (RU), Климов Е. С. (RU); патентообладатель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ульяновский государственный технический университет» (УлГТУ) (RU). - № 2016102540; заявл. 26.01.2016; опубл. 29.05.2017, Бюл. № 16. - 6 с.

103. Co-N-doped carbon nanotubes supported on diatomite for highly efficient catalysis oxidative carbonylation of amines with CO and air / J. Li [et al.] // Applied Catalysis A: General. - 2018. - Vol. 549. - P. 112-116.

104. Lu J. Adsorption of MTBE on nano zeolite composites of selective supports / J. Lu, F. Xu, W. Cai // Microporous Mesoporous Mater. - 2008. - Vol. 108, is. 1-3. -P. 50-55.

105 . A hierarchically porous diatomite/silicalite-1 composite for benzene adsorption/desorption fabricated via a facile pre-modification in situ synthesis route / W. Yuan [et al.] // Chem. Eng. J. - 2016. - Vol. 294. - P. 333-342.

106. Liu Y. Fabrication of diatomite/silicalite-1 composites and their property for VOCs adsorption / Y. Liu, T. Tian // Materials. - 2019. - Vol. 12, is. 4. - P. 551.

107. Mesoporosity in diatoms via surfactant induced silica rearrangement / C. E. Fowler [et al.] // Chem. Phys. Lett. - 2004. - Vol. 398, is. 4-6. - P. 414-417.

108. Synthesis of a mesoporous material from two natural sources / V. Sanhueza [et al.] // J. Chem. Technol. Biotechnol. - 2006. - Vol. 81, is. 4. - P. 614-617.

109. A novel pathway for the synthesis of ordered mesoporous silica from diatomite / Z. Yu [et al.] // Mater. Lett. - 2014. - Vol. 119. - P. 150-153.

110. Патент 2424054. Российская Федерация, МПК: B01J 20/281 (2006.01). Способ получения кремнистой матрицы с высокой удельной поверхностью / Анненков В. В. (RU), Даниловцева Е. Н. (RU), Зелинский С. Н. (RU), Пальшин В. А. (RU), Лихошвай Е. В. (RU); патентообладатель Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук (RU). - № 2009139885/05; заявл. 28.10.2009; опубл. 20.07.2011, Бюл. № 20. - 7 с.

111. Metal-Organic Frameworks Reactivate Deceased Diatoms to be Efficient CO2 Absorbents / D. Liu [et al.] // Adv. Mater. - 2014. - Vol. 26, is. 8. - P. 1229-1234.

112. Diatomite in situ loaded by MOF (ZIF-8) and its application in removing methylene orange from aqueous solutions / Z. Chen [et al.] // BioResources. - 2020. -Vol. 15, is. 1. - P. 265-275.

113. Engineering MIL-100(Fe) on 3D porous natural diatoms as a versatile high performing platform for controlled isoniazid drug release, Fenton's catalysis for

9+

malachite green dye degradation and environmental adsorbents for Pb removal and dyes / U. T. Uthappa [et al.] // Appl. Surf. Sci. - 2020. - Vol. 528. - P. 146974.

114. Патент 2727393. Российская Федерация, МПК: B01J 20/10 (2006.01), B01J 20/30 (2006.01). Высокопористый материал на основе диатомита и способ его получения / Вышегородцева (Евдокимова) Е. В (RU), Зубков А. В. (RU), Мамонтов Г В. (RU); патентообладатель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет» (НИ ТГУ, ТГУ) (RU). - № 2019144986, заявл. 30.12.2019; опубл. 21.07.2020, Бюл. № 21. - 8 с.

115. Determination of pore size and pore wall structure of MCM-41 by using nitrogen adsorption, transmission electron microscopy, and X-ray diffraction / M. Kruk [et al.] // J. Phys. Chem. B. - 2000. - Vol. 104, is. 2. - P. 292-301.

116. MCM-41: a model system for adsorption studies on mesoporous materials / R. Schmidt [et al.] // Microporous Mater. - 1995. - Vol. 3, is. 4-5. - P. 443-448.

117. Meynen V. Verified syntheses of mesoporous materials / V. Meynen, P. Cool, E. F. Vansant // Microporous and Mesoporous Materials. - 2009. - Vol. 125, is. 13. - P. 170-223.

118. Vyshegorodtseva (Evdokimova) E. V. The influence of CTAB/Si ratio on the textural properties of MCM-41 prepared from sodium silica / E. V. Vyshegorodtseva (Evdokimova), Yu. V. Larichev, G. V. Mamontov // J. Solgel Sci. Technol. - 2019. - Vol. 92, is. 2. - P. 496-505.

119. H. P. Lin Synthesis of Thermally Stable MCM-41 at Ambient Temperature / H. P. Lin, S. Cheng, C. Y. Mou // J. Chin. Chem. Soc. - 1996. -Vol. 43, is. 5. - P. 375378.

120. Силикагель - сорбент и носитель катализаторов: совершенствование технологий и поиск альтернативных путей производства / Мамонтов Г.В. [и др.] // Катализ в промышленности. - 2022. - Т. 22, №. 6. - С. 6-15.

121. Adsorption of hemoglobin on biporous silica / L. F. Atyaksheva [et al.] // Russ. J. Phys. Chem. A. - 2015. - Vol. 89. - P. 1924-1928.

122 . Facile synthesis of MIL-100(Fe) under HF-free conditions and its application in the acetalization of aldehydes with diols / F. Zhang [et al.] // Chem. Eng. J. - 2015. - Vol. 259. - P. 183-190.

123. Low-temperature rapid synthesis and performance of the MIL-100(Fe) monolithic adsorbent for dehumidification / Y. Luo [et al.] // Ind. Eng. Chem. Res. -2020. - Vol. 59, is. 16. - P. 7291-7298.

124. Surface silylation of mesoporous/macroporous diatomite (diatomaceous earth) and its function in Cu(II) adsorption: the effects of heating pretreatment / P. Yuan [et al.] // Microporous Mesoporous Mater. - 2013. - Vol. 170. - P. 9-19.

125. Karimi Z. Modulated formation of metal-organic frameworks by oriented growth over mesoporous silica / Z. Karimi, A. Morsali // J. Mater. Chem. A. - 2013. -Vol. 1, is. 9. - P. 3047-3054.

126. Metal organic frameworks MIL-100(Fe) as an efficient adsorptive material for phosphate management / M. Nehra [et al.] // Environ. Res. - 2019. - Vol. 169. - P. 229-236.

127 . Мацкан П. А. М1Ь-100^еУдиатомит композиты для разложения фенола в реакции фото-Фентона / П. А. Мацкан, Е. В. Евдокимова, Г. В. Мамонтов // Кинетика и катализ - 2023. - Т. 64, № 4. - С. 418-427.

128. Патент 2771045. Российская Федерация, МПК: B01J 23/66 (2006.01) B01J 23/50 (2006.01) B01J 23/10 (2006.01) B01J 23/00 (2006.01) B82B 3/00 (2006.01) B82Y 40/00 (2011.01). Сорбционно-каталитический материал для нейтрализации выбросов летучих органических соединений / Михеева Н. Н. (RU), Черных М. В. (RU), Вышегородцева (Евдокимова) Е. В. (RU), Грабченко М. В. (RU), Мамонтов Г. В. (RU); патентообладатель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет» (RU). - № 2021112981, заявл. 06.05.2021; опубл. 06.05.2021, Бюл. № 12. - 8 с.

129. Евдокимова Е. В. Композит МГЬ-100^е)/диатомит с иерархической пористой структурой для сорбции летучих органических соединений / Е. В. Евдокимова, П. А. Мацкан, Г. В. Мамонтов // Журнал физической химии. - 2022.

- T. 96, № 1. - С. 107-115.

130. Application of silica gel in removing high concentrations toluene vapor by adsorption and desorption process / H. Sui [et al.] // J. Taiwan Inst. Chem. Eng. - 2017.

- Vol. 74. - P. 218-224.

131 . Adsorption of volatile organic compounds in porous metal-organic frameworks functionalized by polyoxometalates / F. J. Ma [et al.] // J Solid State Chem.

- 2011. - Vol. 184, is. 11. - P. 3034-3039.

132. Van Spronsen M. A. Surface science under reaction conditions: CO oxidation on Pt and Pd model catalysts / M. A. Van Spronsen, J. W. M. Frenken, I. M. N. Groot // Chem. Soc. Rev. - 2017. - Vol. 46, is. 14. - P. 4347-4374.

133. Progress in carbon monoxide oxidation over nanosized Ag catalysts / X. Zhang [et al.]. // Chin. J. Catal. - 2013. - Vol. 34, is. 7. - P. 1277-1290.

134. The decomposition of mixed oxide Ag2Cu2O3: Structural features and the catalytic properties in CO and C2H4 oxidation / D. A. Svintsitskiy [et al.] // Appl. Surf. Sci. - 2018. - Vol. 427. - P. 363-374.

135. High activity in CO oxidation of Ag nanoparticles supported on fumed silica / D. S. Afanasev [et al.] // Catal. Commun. - 2012. - Vol. 22. - P. 43-47.

136. Ag supported on meso-structured SiO2 with different morphologies for CO oxidation: On the inherent factors influencing the activity of Ag catalysts / J. Xu [et al.] // Microporous Mesoporous Mater. - 2017. - Vol. 242. - P. 90-98.

137. Low-temperature CO oxidation over Ag/SiO2 catalysts: Effect of OH/Ag ratio / V. V. Dutov [et al.] // Applied Catalysis B: Environmental. - 2018. - Vol. 221. -P. 598-609.

138. Restructuring and redispersion of silver on SiO2 under oxidizing/reducing atmospheres and its activity toward CO oxidation / Z. Qu [et al.] // J. Phys. Chem. B. -2005. - Vol. 109, is. 33. - P. 15842-15848.

139. In situ formation of silver nanoparticles inside pore channels of ordered mesoporous silica / X. G. Zhao [et al.] // Mater. Lett. - 2004. - Vol. 58, is. 16. - P. 2152-2156.

140. The influence of the preparation methods and pretreatment conditions on the properties of Ag-MCM-41 catalysts / W. Gac [et al.] // J. Mol. Catal. A: Chem. - 2007. -Vol. 268, is. 1-2. - P. 15-23.

141. Effects of pretreatment atmosphere and silver loading on the structure and catalytic activity of Ag/SBA-15 catalysts / X. Zhang [et al.] // J. Mol. Catal. A: Chem. -2013. - Vol. 370. - P. 160-166.

142. O2 activation by metal surfaces: implications for bonding and reactivity on heterogeneous catalysts / M. M. Montemore [et al.] // Chem. Rev. - 2017. - Vol. 118, is. 5. - P. 2816-2862.

143. Aerobic oxidations of light alkanes over solid metal oxide catalysts / J. T. Grant [et al.] // Chem. Rev. - 2017. - Vol. 118, is. 5. - P. 2769-2815.

144. Mamontov G.V. Selective oxidation of CO in the presence of propylene over Ag/MCM-41 catalyst / G. V. Mamontov, A. S. Gorbunova, E. V. Vyshegorodtseva (Evdokimova), V. I. Zaikovskii, O. V. Vodyankina // Catalysis Today - 2019. - Vol. 333. - P. 245-259.

145. The effect of support pretreatment on activity of Ag/SiO2 catalysts in low-temperature CO oxidation / V. V. Dutov [et al.] // Catal. Today. - 2016. - Vol. 278. - P. 150-156.

146. Effect of transition metal oxide additives on the activity of an Ag/SiO2 catalyst in carbon monoxide oxidation / G. V. Mamontov [et al.] // Kinet. Catal. - 2013. - Vol. 54. - P. 487-491.

147. Low-temperature CO oxidation on Ag/ZSM-5 catalysts: Influence of Si/Al ratio and redox pretreatments on formation of silver active sites / E. Kolobova [et al.] // Fuel. - 2017. - Vol. 188. - P. 121-131.

148. Sobolev V. I. Catalytic epoxidation of propylene with CO/O2 over Au/TiO2 / V. I. Sobolev, K. Y. Koltunov // Applied Catalysis A: General. - 2014. - Vol. 476. - P. 197-203.

149. Polyaniline modified MIL-100(Fe) for enhanced photocatalytic Cr(VI) reduction and tetracycline degradation under white light / D. D. Chen [et al.] // Chemosphere. - 2020. - Vol. 245. - P. 125659.

150. Perylene diimides coated Fe-MOFs as acid-tolerant photo-Fenton catalyst for phenol removal / W. Huang [et al.] // Appl. Surf. Sci. - 2021. - Vol. 547. - P. 149222.

151. Efficient photo-Fenton activity in mesoporous MIL-100(Fe) decorated with ZnO nanosphere for pollutants degradation / M. Ahmad [et al.] // Appl. Catal. B: Env. -2019. - Vol. 245. - P. 428-438.

152. Homogeneous photo-Fenton processes at near neutral pH: a review / L. Clarizia [et al.] // Appl. Catal. B: Env. - 2017. - Vol. 209. - P. 358-371.

153. Rostamnia S. Synthesis and catalytic application of mixed valence iron (Fe II/Fe III)-based 0MS-MIL-100(Fe) as an efficient green catalyst for the aza-Michael reaction / S. Rostamnia, H. Alamgholiloo // Catal. Letters. - 2018. - Vol. 148. - P. 2918-2928.

154. Ramirez J. H. [et al.] Fenton-like oxidation of Orange II solutions using heterogeneous catalysts based on saponite clay // Appl. Catal. B: Env. - 2007. - Vol. 71, is. 1-2. - P. 44-56.

155. Advanced Oxidation Processes for Waste Water Treatment : book / edited by S. C. Ameta, R. Ameta. - Academic Press, 2018. - 412 p.

156. Цыбикова Б. А. Фотохимическое окисление устойчивых цианистых соединений / Б. А. Цыбикова, А. А. Батоева // Успехи современного естествознания. - 2016. - № 12. - С. 57-62.

157. Fe-catalyzed sulfide oxidation in hydrothermal plumes is a source of reactive oxygen species to the ocean / T. J. Shaw [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. - 2021. - Vol. 118, is. 40. - P. e2026654118.

158. A copper (II)-based MOF film for highly efficient visible-light-driven hydrogen production / J. Zhao [et al.] // J. Mater. Chem. A. - 2016. - Vol. 4, is. 19. - P. 7174-7177.