PL226095B1 - Process for producing cellulose and a photo-stable composite oxide of titanium (IV) using the cyclo-hexyl-ammonium ionic liquids - Google Patents
Process for producing cellulose and a photo-stable composite oxide of titanium (IV) using the cyclo-hexyl-ammonium ionic liquidsInfo
- Publication number
- PL226095B1 PL226095B1 PL400205A PL40020512A PL226095B1 PL 226095 B1 PL226095 B1 PL 226095B1 PL 400205 A PL400205 A PL 400205A PL 40020512 A PL40020512 A PL 40020512A PL 226095 B1 PL226095 B1 PL 226095B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- cellulose
- titanium
- oxide
- added
- ionic liquids
- Prior art date
Links
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims description 50
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims description 50
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 41
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 title claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-O cyclohexylammonium Chemical compound [NH3+]C1CCCCC1 PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-O 0.000 title claims description 10
- LCKIEQZJEYYRIY-UHFFFAOYSA-N Titanium ion Chemical compound [Ti+4] LCKIEQZJEYYRIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 53
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 claims description 37
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 7
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 4
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 claims description 3
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 claims 1
- PVEOYINWKBTPIZ-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid Chemical group OC(=O)CC=C PVEOYINWKBTPIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 39
- -1 2-methoxyethoxy Chemical group 0.000 description 11
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 4
- 229920000168 Microcrystalline cellulose Polymers 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 235000019813 microcrystalline cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 239000008108 microcrystalline cellulose Substances 0.000 description 3
- 229940016286 microcrystalline cellulose Drugs 0.000 description 3
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- YHBWXWLDOKIVCJ-UHFFFAOYSA-M 2-[2-(2-methoxyethoxy)ethoxy]acetate Chemical compound COCCOCCOCC([O-])=O YHBWXWLDOKIVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QWMCOSUIOHIPIO-UHFFFAOYSA-N 6-cyclohexylhexyl(dimethyl)azanium acetate Chemical compound CC([O-])=O.C[NH+](C)CCCCCCC1CCCCC1 QWMCOSUIOHIPIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920002749 Bacterial cellulose Polymers 0.000 description 1
- 241000132536 Cirsium Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O Imidazolium Chemical compound C1=C[NH+]=CN1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-O Piperidinium(1+) Chemical compound C1CC[NH2+]CC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 1
- 239000005016 bacterial cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- QMHNQZGXPNCMCO-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylhexan-1-amine Chemical compound CCCCCCN(C)C QMHNQZGXPNCMCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 125000005207 tetraalkylammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest nowy sposób wytwarzania fotostabilnych kompozytów celulozy i tlenku tytanu(IV) z wykorzystaniem cykloheksyloamoniowych cieczy jonowych mających zastosowanie jako dodatki do produkcji materiałów o ulepszonej zdolności pochłaniania promieniowania ultrafioletowego.The subject of the invention is a new method for the production of photostable composites of cellulose and titanium (IV) oxide using cyclohexylammonium ionic liquids used as additives for the production of materials with improved ability to absorb ultraviolet radiation.
Celuloza jako główny składnik komórek roślinnych jest najbardziej rozpowszechnionym polimerem naturalnym na Ziemi. Wykorzystanie jej jako źródła energii lub konwersja do chemikaliów jest przedmiotem badań wielu ośrodków naukowych. Z powodu licznych wiązań wodorowych występujących pomiędzy łańcuchami poliglikozydowymi, celuloza jest nierozpuszczalna w wodzie i popularnych rozpuszczalnikach organicznych. Pierwsze próby mające na celu rozpuszczenie celulozy lub materiałów zawierających dużą jej ilość, miały miejsce już w XIX wieku. Od tego czasu odkryto wiele rozpuszczalników wykazujących zdolność do rozpuszczania celulozy, jednak wszystkie charakteryzuje wysoka toksyczność, możliwość jednorazowego wykorzystania, wysoki koszt lub zbyt mały potencjał rozpuszczania.Cellulose as the main component of plant cells is the most abundant natural polymer on Earth. Using it as an energy source or converting it to chemicals is the subject of research of many research centers. Due to the numerous hydrogen bonds between polyglycoside chains, cellulose is insoluble in water and common organic solvents. The first attempts to dissolve cellulose or materials containing a large amount of it took place as early as the 19th century. Since then, many solvents that have the ability to dissolve cellulose have been discovered, but all of them are highly toxic, disposable, high cost, or have too little dissolution potential.
Ciecze jonowe w ciągu ostatnich kilkunastu lat stały się bardzo popularną i budzącą zainteresowanie grupą związków. Początkowo wykorzystywano je jako alternatywę dla lotnych rozpuszczalników organicznych. Szybko zorientowano się, że mogą być również zastosowane w wielu dziedzinach chemii, farmacji i medycyny. O zastosowaniu cieczy jonowych decydują głównie posiadane przez nie właściwości, które zależą ściśle od budowy kationu i anionu, możliwe jest więc takie ich zaprojektowanie, aby uzyskać ciecz o pożądanych właściwościach. W roku 2002 grupa prof. Rogersa publikuje nowatorską pracę na temat rozpuszczania celulozy w cieczach jonowych. Ciecze jonowe mogą być zastosowane zarówno jako rozpuszczalniki celulozy, jak i medium dalszej jej modyfikacji. W międzynarodowej publikacji WO0329329A2 opisano wykorzystanie m.in. imidazoliowych, piperydyniowych i tetraalkiloamoniowych cieczy jonowych w procesie rozpuszczania celulozy. W opisach zgłoszeń wynalazków nr PL392867A1 i PL392868A1 ujawniono wykorzystanie do tego procesu cykloheksyloamoniowych cieczy jonowych z anionami octowym, 2-metoksyoctowym, 2-(2-metoksyetoksy)octowym orazIonic liquids have become a very popular and interesting group of compounds in the last dozen or so years. Initially, they were used as an alternative to volatile organic solvents. It was quickly realized that they could also be used in many fields of chemistry, pharmacy and medicine. The use of ionic liquids is mainly determined by their properties, which strictly depend on the structure of the cation and anion, so it is possible to design them in such a way as to obtain a liquid with the desired properties. In 2002, the group of prof. Rogers publishes an innovative work on the dissolution of cellulose in ionic liquids. Ionic liquids can be used both as cellulose solvents and as a medium for its further modification. The international publication WO0329329A2 describes the use of i.a. imidazolium, piperidinium and tetraalkylammonium ionic liquids in the dissolution of cellulose. The descriptions of the invention applications No. PL392867A1 and PL392868A1 disclose the use of cyclohexylammonium ionic liquids with acetic, 2-methoxyacetic, 2- (2-methoxyethoxy) acetic anions and
2-[2-(2-metoksyetoksy)etoksy]octowym.2- [2- (2-methoxyethoxy) ethoxy] acetic.
Kompozyty składające się ze związków organicznych i nieorganicznych przyciągają coraz większe zainteresowanie. Spowodowane jest to wykazywanymi przez te kompozyty właściwościami elektrycznymi, magnetycznymi czy optycznymi, które wynikają z połączenia właściwości wchodzących w ich skład związków. Tworzy się kompozyty, w których skład wchodzą m.in. metale i ich tlenki, np. tlenek tytanu(IV), tlenek cynku, tlenek żelaza(III), czy złoto. Największym zainteresowaniem cieszy się tlenek tytanu(IV), który jest obiecującym materiałem w fotoelektronice, konwersji energii słonecznej, fotokatalizie oraz oczyszczaniu wody i powietrza. Najczęstszymi nośnikami tych związków są szkło, ceramika lub celuloza. Zwiększają one stabilność metali i ich tlenków pozwalając przy tym zachować ich właściwości.Composites consisting of organic and inorganic compounds are attracting more and more interest. This is due to the electrical, magnetic and optical properties of these composites, which result from the combination of the properties of their compounds. Composites are created, which include, among others metals and their oxides, e.g. titanium (IV) oxide, zinc oxide, iron (III) oxide, or gold. The greatest interest is titanium (IV) oxide, which is a promising material in photoelectronics, solar energy conversion, photocatalysis, and water and air purification. The most common carriers for these compounds are glass, ceramics or cellulose. They increase the stability of metals and their oxides while maintaining their properties.
Istotą wynalazku jest sposób otrzymywania nowych kompozytów celulozy i tlenku tytanu(IV) z wykorzystaniem cykloheksyloamoniowych cieczy jonowych określonych wzorem ogólnym 1, w którym R oznacza prostołańcuchowy podstawnik alkilowy złożony z 1 do 20 atomów węgla, lub podstawnik benzylowy lub allilowy, zaś A resztę kwasową kwasów organicznych określonych wzorem ogólnym 2, w którym z oznacza 0 lub 1 lub 2, przy czym w cieczy jonowej rozpuszcza się celulozę w temperaturze od 20 do 120°C, korzystnie w 100°C, w ilości od 0,05 do 30% wagowych, następnie po jej rozpuszczeniu dodaje się tlenek tytanu(IV) w ilości od 0,01 do 50% wagowych w przeliczeniu na ilość dodanej uprzednio celulozy, po czym tak przygotowany roztwór ochładza się i dodaje do niego wodę lub rozpuszczalnik organiczny jak metanol, etanol, izopropanol lub aceton, korzystnie aceton, następnie wytrącony kompozyt celulozy i tlenek tytanu(IV) odsącza się i suszy w temperaturze od 20 do 60°C, korzystnie w 40°C, przez okres 1 do 48 godzin, korzystnie 24 godziny.The essence of the invention is a method of obtaining new composites of cellulose and titanium (IV) oxide with the use of cyclohexylammonium ionic liquids defined by the general formula 1, in which R is a straight-chain alkyl substituent consisting of 1 to 20 carbon atoms, or a benzyl or allyl substituent, and A is the acidic residue of acids organic compounds defined by the general formula 2, in which z is 0 or 1 or 2, wherein cellulose is dissolved in the ionic liquid at a temperature of 20 to 120 ° C, preferably at 100 ° C, in an amount of 0.05 to 30% by weight, then, after dissolving it, titanium (IV) oxide is added in an amount from 0.01 to 50% by weight, based on the amount of previously added cellulose, then the solution prepared in this way is cooled and added to it with water or an organic solvent such as methanol, ethanol, isopropanol or acetone, preferably acetone, then the precipitated composite of cellulose and titanium (IV) oxide is filtered and dried at a temperature of 20 to 60 ° C, preferably 40 ° C, for a period of 1 to 48 hours days, preferably 24 hours.
Odmianą sposobu otrzymywania kompozytów celulozy i tlenku tytanu(IV) z wykorzystaniem cieczy jonowych określonych wzorem ogólnym 1, w którym R oznacza prostołańcuchowy podstawnik alkilowy złożony z 1 do 20 atomów węgla, lub podstawnik benzylowy lub allilowy, zaś A resztę kwasową kwasów organicznych określonych wzorem ogólnym 2, w którym z oznacza 0 lub 1 lub 2, przy czym w roztworze cieczy jonowej i dimetylosulfotlenku w stosunku wagowym 1 : (0,01-50) rozpuszcza się celulozę w temperaturze od 20 do 120°C, korzystnie w 100°C, w ilości od 0,05 do 60% wagowych, następnie po jej rozpuszczeniu dodaje się tlenek tytanu(IV) w ilości od 0,01 do 50% wagowych w przeliczeniu na ilość dodanej uprzednio celulozy, po czym tak przygotowany roztwór ochładza sięA variation of the method of obtaining cellulose and titanium (IV) oxide composites with the use of ionic liquids defined by the general formula 1, in which R is a straight-chain alkyl substituent of 1 to 20 carbon atoms, or a benzyl or allyl substituent, and A is the acid residue of organic acids defined by the general formula 2, wherein z is 0 or 1 or 2, wherein cellulose is dissolved in a solution of the ionic liquid and dimethylsulfoxide in a weight ratio of 1: (0.01-50) at a temperature of 20 to 120 ° C, preferably at 100 ° C, in an amount of from 0.05 to 60% by weight, then after its dissolution, titanium (IV) oxide is added in an amount of 0.01 to 50% by weight, based on the amount of previously added cellulose, and then the solution prepared in this way is cooled
PL 226 095 B1 i dodaje do niego wodę lub rozpuszczalnik organiczny jak metanol, etanol, izopropanol lub aceton, korzystnie aceton, następnie wytrącony kompozyt celulozy i tlenku tytanu(IV) odsącza się i suszy w temperaturze od 20 do 60°C, korzystnie w 40°C, przez okres 1 do 48 godzin, korzystnie 24 godziny.And water or an organic solvent such as methanol, ethanol, isopropanol or acetone, preferably acetone, is added thereto, then the precipitated cellulose-titanium (IV) oxide composite is filtered and dried at a temperature of 20 to 60 ° C, preferably at 40 ° C. ° C, for a period of 1 to 48 hours, preferably 24 hours.
Korzystnym jest, gdy rozpuszczalnikiem jest woda, lub metanol, lub etanol, lub izopropanol, lub aceton.It is preferred that the solvent is water or methanol or ethanol or isopropanol or acetone.
Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty techniczno-ekonomiczne:Thanks to the solution according to the invention, the following technical and economic effects were obtained:
- opracowano nową metodę otrzymywania kompozytów celulozy i tlenku tytanu(IV) z wykorzystaniem cykloheksyloamoniowych cieczy jonowych;- a new method was developed to obtain composites of cellulose and titanium (IV) oxide with the use of cyclohexylammonium ionic liquids;
- nowe kompozyty charakteryzują się lepszymi właściwościami pochłaniania promieniowania UV-VIS;- new composites have better properties of absorbing UV-VIS radiation;
- nowe kompozyty są odporne termicznie oraz chemicznie;- new composites are thermally and chemically resistant;
- nowe kompozyty można przygotowywać w szeregu rozmaitych formach użytkowych, począwszy od standardowej postaci proszków czy granulek, poprzez postać filmów i powłok.- new composites can be prepared in a number of different utility forms, ranging from the standard form of powders or granules, through the form of films and coatings.
Wynalazkiem jest nowy sposób otrzymywania fotostabilnych kompozytów celulozy i tlenku tytanu(IV) z wykorzystaniem cykloheksyloamoniowych cieczy jonowych, co ilustrują poniższe przykłady.The invention is a new method for the preparation of photostable composites of cellulose and titanium (IV) oxide using cyclohexylammonium ionic liquids, as illustrated in the following examples.
P r z y k ł a d IP r z k ł a d I
Otrzymywanie kompozytu celulozy i TiO2 za pomocą octanu (cykloheksylo)heksylodimetyloamoniowego 3 Preparation of a composite of cellulose and TiO 2 with (cyclohexyl) hexyldimethylammonium acetate 3
W kolbie okrągłodennej o pojemności 100 cm3 zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne umieszcza się 30 g octanu (cykloheksylo)heksylodimetyloamoniowego i ogrzewa się go do temperatury 100°C. Następnie do kolby dodaje się 1,5789 g celulozy mikrokrystalicznej i miesza się do całkowitego jej rozpuszczenia. Następnie do mieszaniny dodaje się 0,1754 g proszku tlenku tytanu(IV) o wymiarze cząstek poniżej 200 nm. Całość miesza się przez 5 minut, po czym mieszaninę ochładza się i dodaje 3 cm3 wody. Odsącza się wytrącony kompozyt celulozy i TiO2. Gotowy produkt suszy się w warunkach obniżonego ciśnienia w temperaturze 40°C przez 12 godzin.In a round bottom flask of 100 cm3 equipped with a magnetic stirrer, 30 g of ethyl (cyclohexyl) heksylodimetyloamoniowego and heated to a temperature of 100 ° C. Then 1.5789 g of microcrystalline cellulose is added to the flask and stirred until it is completely dissolved. Then 0.1754 g of a titanium (IV) oxide powder with a particle size below 200 nm is added to the mixture. The mixture is stirred for 5 minutes, then the mixture is cooled and 3 cm 3 of water are added. The precipitated composite of cellulose and TiO2 is filtered off. The finished product is dried under reduced pressure at 40 ° C for 12 hours.
Otrzymano kompozyt z wydajnością 98% zawierający 10% TiO2.A composite with 98% efficiency was obtained, containing 10% TiO2.
P r z y k ł a d IIP r z x l a d II
Otrzymywanie kompozytu celulozy i TiO2 za pomocą 2-etoksyoctanu butylo(cykloheksylo)dimetyloamoniowego 3 Preparation of a composite of cellulose and TiO 2 with butyl (cyclohexyl) dimethylammonium 2-ethoxyacetate 3
Do reaktora o pojemności 250 cm3 zaopatrzonego w mieszadło mechaniczne dodano 100 gTo the reactor with a capacity of 250 cm 3 equipped with a mechanical stirrer was added 100 g
2-etoksyoctanu butylo(cykloheksylo)dimetyloamoniowego i 6,3830 g celulozy włóknistej. Całość ogrzano do temperatury 95°C i mieszano przez 2 godziny. Następnie dodano tlenek tytanu(IV) w ilościButyl (cyclohexyl) dimethylammonium 2-ethoxyacetate and 6.3830 g of fibrous cellulose. It was heated to 95 ° C and stirred for 2 hours. Then titanium (IV) oxide was added in quantity
0,7092 g i miesza się do otrzymania mieszaniny homogenicznej. Mieszaninę pozostawia się do ostu3 dzenia, dodaje się 150 cm3 metanolu i całość miesza się przez 30 minut. Następnie oddziela się osad, którym jest kompozyt celulozy i TiO2 zawierający 10% tlenku tytanu(IV) i suszy się go w suszarce próżniowej przez 4 godziny w temperaturze 50°C.0.7092 g and was stirred until a homogeneous mixture was obtained. The mixture was allowed to thistle device 3 is added to 150 cm 3 of methanol and stirred for 30 minutes. Then, the precipitate, which is a composite of cellulose and TiO2, containing 10% of titanium (IV) oxide, is separated and dried in a vacuum oven for 4 hours at 50 ° C.
Otrzymano kompozyt z wydajnością 97% zawierający 10% TiO2.A composite with a yield of 97% was obtained, containing 10% TiO2.
P r z y k ł a d IIIP r x l a d III
Otrzymywanie kompozytu celulozy i TiO2 za pomocą mrówczanu butylo(cykloheksylo)dimetyloamoniowego 3 Preparation of a composite of cellulose and TiO2 using butyl (cyclohexyl) dimethylammonium formate 3
W kolbie płaskodennej o pojemności 50 cm3 zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne umieszczono 45 g mrówczanu butylo(cykloheksylo)dimetyloamoniowego i 45 g dimetylosulfotlenku (DMSO) i ogrzewa się do temperatury 95°C. Dodaje się 15,8824 g celulozy mikrokrystalicznej i miesza do całkowitego jej rozpuszczenia, po czym dodaje się 2,8028 g TiO2. Po 5 minutach mieszaninę ochładza się i dodaje metanolu. Wytrącony kompozyt odsącza się i suszy przez 40 godzin w temperaturze 40°C pod obniżonym ciśnieniem.In a flat-bottomed flask with a capacity of 50 cm 3 provided with magnetic agitation provided 45 g of butyl formate (cyclohexyl) dimethylammonium chloride and 45 g of dimethylsulfoxide (DMSO) and heated to 95 ° C. 15.8824 g of microcrystalline cellulose are added and the mixture is stirred until it is completely dissolved, then 2.8028 g of TiO2 are added. After 5 minutes, the mixture is cooled and methanol added. The precipitated composite is filtered off and dried for 40 hours at 40 ° C under reduced pressure.
Otrzymano kompozyt celulozy i TiO2 z wydajnością 95% zawierający 15% TiO2.A composite of cellulose and TiO2 was obtained with a yield of 95%, containing 15% TiO2.
P r z y k ł a d IVP r x l a d IV
Otrzymywanie kompozytu celulozy i TiO2 za pomocą 2-metoksyoctanu (cykloheksylo)heksylodimetyloamoniowegoPreparation of a composite of cellulose and TiO 2 using 2-methoxyacetate (cyclohexyl) hexyldimethylammonium
Do zlewki zawierającej 35 g 2-metoksyoctanu (cykloheksylo)heksylodimetyloamoniowego dodano 0,3535 g celulozy bakteryjnej. Całość ogrzano do temperatury 90°C, dodano 0,0884 g TiO2 i mieszano przez 45 minut. Następnie dodaje się wody i wytrącony kompozyt odsącza się. Następnie suszy się go w temperaturze 50°C przez 48 godzin. Otrzymano kompozyt celulozy i TiO2 z wydajnością 97% zawierający 20% TiO2.0.3535 g of bacterial cellulose was added to a beaker containing 35 g of hexyldimethylammonium 2-methoxy (cyclohexyl) acetate. It was heated to 90 ° C, 0.0884 g of TiO2 was added and stirred for 45 minutes. Then water is added and the precipitated composite is filtered off. Then it is dried at 50 ° C for 48 hours. A composite of cellulose and TiO2 was obtained with a yield of 97%, containing 20% of TiO2.
PL 226 095 B1PL 226 095 B1
P r z y k ł a d VP r z k ł a d V
Otrzymywanie kompozytu celulozy i TiO2 za pomocą 2-(2-metoksyetoksy)octanu (cykloheksylo)butylodimetyloamoniowego 3 Preparation of a composite of cellulose and TiO 2 using 2- (2-methoxyethoxy) acetate (cyclohexyl) butyldimethylammonium 3
W kolbie okrągłodennej o pojemności 250 cm3 umieszczono 150 g 2-(2-metoksyetoksy)octanu (cykloheksylo)butylodimetyloamoniowego i mieszadło magnetyczne. Intensywnie mieszano i ogrzewano ciecz jonową do 85°C, po czym powoli dodawano 6,25 g celulozy mikrokrystalicznej. Następnie do mieszaniny dodano 1,3258 g TiO2 i całość mieszano przez 15 minut. Po ochłodzeniu do mieszaniny dodano aceton, wytrącony kompozyt przesączono i suszono przez 15 godzin w temperaturze 45°C pod obniżonym ciśnieniem. Otrzymano kompozyt z wydajnością 94% zawierający 17,5% TiO2.In a round bottom flask of 250 cm 3 of 150g of 2- (2-methoxyethoxy) ethyl (cyclohexyl) butylodimetyloamoniowego and a magnetic stirrer. The ionic liquid was intensively stirred and heated to 85 ° C, then 6.25 g of microcrystalline cellulose was slowly added. Then, 1.3258 g of TiO2 was added to the mixture and the mixture was stirred for 15 minutes. After cooling, acetone was added to the mixture, the precipitated composite was filtered and dried for 15 hours at 45 ° C under reduced pressure. A composite with a 94% efficiency was obtained, containing 17.5% TiO 2 .
P r z y k ł a d VIP r x l a d VI
Otrzymywanie kompozytu celulozy i TiO2 za pomocą 2-[2-(2-metoksyetoksy)etoksy]octanu (cykloheksylo)heksylodimetyloamoniowegoPreparation of a composite of cellulose and TiO2 using 2- [2- (2-methoxyethoxy) ethoxy] (cyclohexyl) hexyldimethylammonium acetate
W reaktorze zaopatrzonym w mieszadło magnetyczne umieszczono 40 g 2-[2-(2-metoksyetoksy)etoksy]octanu (cykloheksylo)heksylodimetyloamoniowego oraz 20 g DMSO. Całość ogrzewano do 80°C i dodawano porcjami 10 g celulozy włóknistej aż do całkowitego jej rozpuszczenia. Następnie dodano 0,5263 g tlenku tytanu(IV) i ochłodzono do temperatury pokojowej. Do schłodzonej mieszani3 ny dolano 100 cm3 wody. Wytrącony kompozyt oddzielono i suszono w suszarce próżniowej przez 24 godziny.40 g of 2- [2- (2-methoxyethoxy) ethoxy] acetate (cyclohexyl) hexyldimethylammonium acetate and 20 g of DMSO were placed in a reactor equipped with a magnetic stirrer. The whole was heated to 80 ° C and 10 g of fibrous cellulose was added in portions until it was completely dissolved. Then 0.5263 g of titanium (IV) oxide was added and cooled to room temperature. To a cooled stirred for 3 ny was poured 100 cm 3 of water. The precipitated composite was separated and dried in a vacuum oven for 24 hours.
Otrzymano kompozyt z wydajnością 98% zawierający 5% TiO2.A composite with a yield of 98% containing 5% TiO2 was obtained.
P r z y k ł a d VIIP r o x l a d VII
Właściwości fotokatalitycznej stabilności otrzymanego materiałuProperties of the photocatalytic stability of the obtained material
Do dwóch zlewek szklanych odważono po 0,1 g kompozytu celulozy i TiO2, otrzymanego według przykładu I, który zawierał 10% wagowych TiO2 i każdą uzupełniono 500 ml wody zdemineralizowanej. Pierwszą ze zlewek mieszano w ciemnym pomieszczeniu przez 12 godzin. Po tym czasie w przesączu wykonano analizę zawartości węgla organicznego (TOC). W przesączu stwierdzono 3 0.1 g of the composite of cellulose and TiO2 obtained according to Example 1, which contained 10% by weight of TiO2, was weighed into two glass beakers, and each was supplemented with 500 ml of demineralized water. The first beaker was stirred in the dark for 12 hours. After this time, an organic carbon content (TOC) analysis was performed in the filtrate. 3 was found in the filtrate
3,82 mg/dm3, pochodzącego z nieodfiltrowanych cząstek kompozytu celulozy.3.82 mg / dm 3 , derived from unfiltered cellulose composite particles.
22
Drugą ze zlewek mieszano pod lampą UV/Vis o natężeniu promieniowania UV 183 W/m i Vis 2 The other beaker was mixed under a UV / Vis lamp with the intensity of UV radiation 183 W / m and Vis 2
167 W/m2 przez 12 godzin. Po tym czasie w przesączu wykonano analizę zawartości węgla organicz3 nego (TOC). W przesączu stwierdzono niewielki wzrost węgla organicznego do 4,96 mg/dm3, pochodzącego również z nieodfiltrowanych cząstek kompozytu celulozy.167 W / m 2 for 12 hours. After this time the analysis is performed in the filtrate an organic carbon content of 3 Committee (TOC). The filtrate showed a slight increase in organic carbon to 4.96 mg / dm 3 , also coming from unfiltered cellulose composite particles.
P r z y k ł a d VIIIP r x l a d VIII
Właściwości fotokatalityczne otrzymanego materiałuPhotocatalytic properties of the obtained material
Do zlewki szklanej odważono 0,1 g kompozytu celulozy i TiO2, otrzymanego według przykładu I, który zwierał 10% wagowych TiO2. Zlewkę uzupełniono 500 ml wody zdemineralizowanej zawierającej 3 barwnik RR 198 od stężeniu 20 mg/dm3. Po ustaleniu równowagi adsorpcyjnej, stężenie węgla orga3 nicznego w roztworze wynosiło ok. 8 mg/dm3. Po 24 godzinach stężenie TOC wzrosło do ok.To a glass beaker was weighed 0.1 g of the composite cellulose and TiO 2, prepared according to Example I, which typically cover 10% by weight of TiO 2. The beaker was supplemented with 500 ml of demineralized water containing 3 RR 198 dye at a concentration of 20 mg / dm 3 . After equilibration of the adsorption, the concentration of organic carbon in the 3-border solution was approx. 8 mg / dm 3. After 24 hours, the TOC concentration increased to approx.
3 mg/dm3, co świadczy o desorpcji barwnika RR198, natomiast nie potwierdza fotoaktywności w kierunku mineralizacji barwnika, gdyż dodatkowo nie obserwuje się zmian zawartości węgla nieorganicznego(IC) w roztworze. Podobnie zachowała się celuloza krystaliczna, nie zawierająca dodatku TiO2. 3 mg / dm 3 , which indicates the desorption of the RR198 dye, but does not confirm the photoactivity towards dye mineralization, because additionally no changes in the content of inorganic carbon (IC) in the solution are observed. Crystalline cellulose, containing no TiO 2, behaved in a similar way.
P r z y k ł a d IXP r x l a d IX
Właściwości pochłaniające promieniowania UV przez otrzymany materiałUV radiation absorbing properties of the obtained material
Przygotowano tabletkę z krystalicznej celulozy do pomiarów absorpcji promieniowania UV, którą umieszczono w komorze spektrometru. Pomiar wykonano techniką UV-Vis/DR w zakresie promieniowania 200 do 800 nm.A crystalline cellulose tablet for UV absorption measurement was prepared and placed in the spectrometer chamber. The measurement was performed using the UV-Vis / DR technique in the radiation range of 200 to 800 nm.
Drugą tabletkę przygotowano z kompozytu celulozy i TiO2 otrzymanego według przykładu nr I, który zawierał 10% wagowych TiO2. Tabletkę umieszczono w komorze spektrometru. Pomiar wykonano techniką UV-Vis/DR w zakresie promieniowania 200 do 800 nm.A second tablet was prepared from a composite of cellulose and TiO 2 obtained according to Example No. 1, which contained 10% by weight of TiO 2 . The tablet was placed in the spectrometer chamber. The measurement was performed using the UV-Vis / DR technique in the radiation range of 200 to 800 nm.
Krystaliczna celuloza absorbowała 50% promieniowania UV do 400 nm i tylko 15% promieniowania widzialnego w zakresie powyżej 400 nm. Kompozyt celulozy z 10% TiO2 wykazywał silniejszą absorpcję, bowiem absorbował 100% promieniowania UV i 50% promieniowania widzialnego.The crystalline cellulose absorbed 50% of the UV radiation up to 400 nm and only 15% of the visible radiation in the range above 400 nm. The cellulose composite with 10% TiO 2 showed stronger absorption, because it absorbed 100% of UV radiation and 50% of visible radiation.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL400205A PL226095B1 (en) | 2012-08-01 | 2012-08-01 | Process for producing cellulose and a photo-stable composite oxide of titanium (IV) using the cyclo-hexyl-ammonium ionic liquids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL400205A PL226095B1 (en) | 2012-08-01 | 2012-08-01 | Process for producing cellulose and a photo-stable composite oxide of titanium (IV) using the cyclo-hexyl-ammonium ionic liquids |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL400205A1 PL400205A1 (en) | 2014-02-03 |
| PL226095B1 true PL226095B1 (en) | 2017-06-30 |
Family
ID=50023154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL400205A PL226095B1 (en) | 2012-08-01 | 2012-08-01 | Process for producing cellulose and a photo-stable composite oxide of titanium (IV) using the cyclo-hexyl-ammonium ionic liquids |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL226095B1 (en) |
-
2012
- 2012-08-01 PL PL400205A patent/PL226095B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL400205A1 (en) | 2014-02-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhao et al. | Bi2WO6 nanoflowers: an efficient visible light photocatalytic activity for ceftriaxone sodium degradation | |
| Pirhashemi et al. | Fabrication of novel ZnO/MnWO4 nanocomposites with pn heterojunction: visible-light-induced photocatalysts with substantially improved activity and durability | |
| Bratovcic | Synthesis, characterization, applications, and toxicity of lead oxide nanoparticles | |
| Wei et al. | Controlled synthesis of a highly dispersed BiPO 4 photocatalyst with surface oxygen vacancies | |
| Zhu et al. | Enhanced photocatalytic performance of BiOBr/NH 2-MIL-125 (Ti) composite for dye degradation under visible light | |
| Yang et al. | A water-insoluble and visible light induced polyoxometalate-based photocatalyst | |
| JP5850750B2 (en) | Titanium-based inorganic-organic hybrid solid material, its production method and use | |
| Yasmeen et al. | Suitable energy platform of Bi2WO6 significantly improves visible-light degradation activity of g-C3N4 for highly toxic diuron pollutant | |
| Zhang et al. | Triazine functionalized porous three-dimensional uranyl–organic framework: extraction of uranium (VI) and adsorption of cationic dyes in aqueous solution | |
| Keller et al. | Dibenzochrysene enables tightly controlled docking and stabilizes photoexcited states in dual-pore covalent organic frameworks | |
| CN104492381A (en) | Heterogeneous TiO2/Co metal organic framework material and its preparation method and application | |
| CN107715916A (en) | A kind of MIL 100(Fe)The preparation method and applications of nanocatalyst | |
| Peñas-Garzón et al. | Azaindole grafted titanium dioxide for the photodegradation of pharmaceuticals under solar irradiation | |
| Liu et al. | A cationic coordination polymer and its orange II anion-exchanged products: Isolation, structural characterization, photocurrent responses, and dielectric properties | |
| Puentes-Cárdenas et al. | Simultaneous decolorization and detoxification of black reactive 5 using TiO2 deposited over borosilicate glass | |
| CN103540318B (en) | Preparation method of rare earth complex grafted luminescent titanium dioxide mesoporous microsphere | |
| Liang et al. | Controllable fabrication of a novel heterojunction composite: AgBr and Ag@ Ag 2 O co-modified Ag 2 CO 3 with excellent photocatalytic performance towards refractory pollutant degradation | |
| Tao et al. | Synthesis, characterization and photocatalytic properties of BiOBr/amidoxime fiber composites | |
| Awasthi et al. | Relative capability demonstration of luminescent Al-MOFs for ideal detection of nitroaromatic explosives | |
| Zhang et al. | Zn-ion doped BiOBr for enhanced photocatalytic degradation of methyl blue | |
| PL226095B1 (en) | Process for producing cellulose and a photo-stable composite oxide of titanium (IV) using the cyclo-hexyl-ammonium ionic liquids | |
| CN102303896B (en) | Method for preparing zinc oxide with hollow flower-like micrometer structure | |
| Fu et al. | Facile synthesis of Ag-AgCl/ZnO hybrid with high efficiency photocatalytic property under visible light | |
| Deng et al. | The tunable luminescent property and wide band gap in three 1D hybrid templated borates containing different metallic ions and oxoboron clusters | |
| CN111097386B (en) | Two-dimensional layered water-stable dye adsorbent and preparation method thereof |