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Facile and Green One-Pot Hydrothermal Formation of Hierarchical Porous Magnesium Silicate Microspheres as Excellent Adsorbents for Anionic Organic Dye Removal
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2019-02-14 , DOI: 10.1021/acs.iecr.8b04841 Panpan Sun 1 , Lin Xu 1 , Xuezhen Jiang 1 , Heng Zhang 1 , Wancheng Zhu 1
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2019-02-14 , DOI: 10.1021/acs.iecr.8b04841 Panpan Sun 1 , Lin Xu 1 , Xuezhen Jiang 1 , Heng Zhang 1 , Wancheng Zhu 1
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Uniform hierarchical porous magnesium silicate (Mg3Si4O10(OH)2) microspheres (diameter: 200–350 nm) assembled by ultrathin nanosheets are successfully fabricated through a facile and green one-pot hydrothermal method (140 °C, 12.0 h) without the aid of any organic additives or templates, using abundant MgCl2·6H2O, NH4Cl, NH3·H2O, and Na2SiO3·9H2O as the raw materials. The as-formed porous microspheres possess a large specific surface area of 551.08 m2 g–1, a pore volume of 0.84 cm g–1, and a mean pore diameter of 6.12 nm. On the basis of the effects of the hydrothermal parameters, a probable self-sacrificing template assisted formation mechanism of the Mg3Si4O10(OH)2 microspheres is proposed. When utilized as adsorbents, the adsorption isotherms for methyl blue (MB) and Congo red (CR) are both well-fitted by the Langmuir adsorption model, with the maximum capacities for MB and CR as 1890 and 576 mg g–1, respectively, superior to most of the referenced adsorbents. Meanwhile, the pseudo-second-order kinetic model and intraparticle diffusion model are also favorable to interpret the kinetic data and adsorption mechanism. Moreover, the recycling performance also indicates the as-formed porous microspheres as excellent adsorbents for removal of MB and CR with satisfactory reusability.
中文翻译：
层状多孔硅酸镁镁微球的简便且绿色的一锅水热形成，是去除阴离子有机染料的极好吸附剂
通过简便且绿色的一锅水热法（140°C，12.0 h）成功地制造了由超薄纳米片组装的均匀分层多孔硅酸镁（Mg 3 Si 4 O 10（OH）2）微球（直径：200–350 nm）。 ）在不借助任何有机添加剂或模板的情况下，使用大量MgCl 2 ·6H 2 O，NH 4 Cl，NH 3 ·H 2 O和Na 2 SiO 3 ·9H 2 O作为原料。形成的多孔微球具有551.08 m 2 g –1的大比表面积，孔体积为0.84 cm g –1，平均孔径为6.12 nm。基于水热参数的影响，提出了Mg 3 Si 4 O 10（OH）2微球可能的自牺牲模板辅助形成机理。当用作吸附剂时，Langmuir吸附模型很好地拟合了甲基蓝（MB）和刚果红（CR）的吸附等温线，MB和CR的最大吸附量分别为1890和576 mg g –1分别优于大多数参考吸附剂。同时，伪二级动力学模型和粒子内扩散模型也有利于解释动力学数据和吸附机理。此外，再循环性能还表明，所形成的多孔微球是用于去除MB和CR的优良吸附剂，具有令人满意的可重复使用性。
更新日期：2019-02-14
中文翻译：
层状多孔硅酸镁镁微球的简便且绿色的一锅水热形成，是去除阴离子有机染料的极好吸附剂
通过简便且绿色的一锅水热法（140°C，12.0 h）成功地制造了由超薄纳米片组装的均匀分层多孔硅酸镁（Mg 3 Si 4 O 10（OH）2）微球（直径：200–350 nm）。 ）在不借助任何有机添加剂或模板的情况下，使用大量MgCl 2 ·6H 2 O，NH 4 Cl，NH 3 ·H 2 O和Na 2 SiO 3 ·9H 2 O作为原料。形成的多孔微球具有551.08 m 2 g –1的大比表面积，孔体积为0.84 cm g –1，平均孔径为6.12 nm。基于水热参数的影响，提出了Mg 3 Si 4 O 10（OH）2微球可能的自牺牲模板辅助形成机理。当用作吸附剂时，Langmuir吸附模型很好地拟合了甲基蓝（MB）和刚果红（CR）的吸附等温线，MB和CR的最大吸附量分别为1890和576 mg g –1分别优于大多数参考吸附剂。同时，伪二级动力学模型和粒子内扩散模型也有利于解释动力学数据和吸附机理。此外，再循环性能还表明，所形成的多孔微球是用于去除MB和CR的优良吸附剂，具有令人满意的可重复使用性。
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