Keywords
биогенный кремнезем
мезопористые материалы
темплатирование
экономика замкнутого цикла
золь-гель синтез
порометрия.
How to Cite
Abstract
В статье рассматривается метод синтеза мезопористых силикатных материалов структуры MCM-41 из возобновляемого агропромышленного сырья - рисовой шелухи. Предлагаемый подход предусматривает использование рисовой шелухи в качестве возобновляемого источника кремнезема вместо традиционных алкоксидных прекурсоров. Для получения биогенного диоксида кремния рисовую шелуху промывали, высушивали и подвергали термической обработке на воздухе при 650 °C. Полученную золу очищали соляной кислотой, после чего кремнезем переводили в растворимую силикатную форму обработкой раствором KOH. Осаждённый биогенный кремнезем использовали для получения раствора силиката натрия и последующего темплатного синтеза MCM-41. Формирование кремнеземного каркаса осуществлялось по механизму жидкокристаллического темплатирования с использованием катионных поверхностно-активных веществ с различной длиной алкильной цепи – C14TAB и C18TAB. Методами малоугловой рентгеновской дифракции и низкотемпературной адсорбции-десорбции азота подтверждено формирование упорядоченной мезопористой структуры, характерной для материалов типа MCM-41. Установлено, что замена C14TAB на C18TAB приводит к увеличению среднего диаметра мезопор с 3,27 до 4,22 нм и суммарного объёма пор с 0,59 до 0,83 см3/г. При этом оба образца характеризуются высокой удельной площадью поверхности – 918,31 и 936,87 м2/г для C14-MCM-41 и C18-MCM-41 соответственно.References
1. M. Behún, A. Behúnová, Advanced Innovation Technology of BIM in a Circular Economy. Applied Sciences (Switzerland). 13 (2023), doi:10.3390/app13137989.
2. M. M. Abady, D. M. Mohammed, T. N. Soliman, R. A. Shalaby, F. A. Sakr, Sustainable synthesis of nanomaterials using different renewable sources. Bulletin of the National Research Centre. 49 (2025), doi:10.1186/s42269-025-01316-4.
3. A. Ncube, S. Mtetwa, M. Bukhari, G. Fiorentino, R. Passaro, Circular Economy and Green Chemistry: The Need for Radical Innovative Approaches in the Design for New Products. Energies. 16 (2023), doi:10.3390/en16041752.
4. L. M. Gilbertson, J. B. Zimmerman, D. L. Plata, J. E. Hutchison, P. T. Anastas, Designing nanomaterials to maximize performance and minimize undesirable implications guided by the Principles of Green Chemistry. Chemical Society Reviews. 44, 5758–5777 (2015).
5. D. Zhao, J. Feng, Q. Huo, N. Melosh, G.H. Fredrickson, et al., Triblock copolymer syntheses of mesoporous silica with periodic 50 to 300 angstrom pores. Science, 279 (1998) 548-552.
6. F. Hoffmann, M. Cornelius, J. Morell, M. Fröba, Silica-based mesoporous organic–inorganic hybrid materials. Angew. Chem. Int. Ed., 45 (2006) 3216-3251.
7. G. Celoria, F. Begni, G. Paul, S. Marchesi, E. Boccaleri, C. Bisio, L. Marchese, Nanosized MCM-41 silica from rice husk and its application for the removal of organic dyes from water. RSC Adv., 15 (2025) 2545-2553.
8. H. Nakashima, K. Omae, T. Takebayashi, Ch. Ishizuka, T. Uemura, Toxicity of Silicon Compounds in Semiconductor Industries, Journal of Occupational Health, Volume 40, Issue 4, October 1998, Pages 270–275.
9. C. Real, M.D. Alcala, J.M. Criado, Preparation of silica from rice husks. Journal of the American Ceramic Society, 79 (1996) 2012-2016.
10. J.M. Juárez, J.F. Téllez, M.Á.L. Bercero, E.L. Moyano, M.B. Gómez Costa, Synthesis of MCM-41 and SBA-15 from rice husk silica and their carbon replicas for hydrogen adsorption. J. Chem. Technol. Biotechnol., 100 (2025) 1609-1617.
11. S. Suyanta, A. Kuncaka, Utilization of rice husk as raw material in synthesis of mesoporous silicates MCM-41. Indonesian Journal of Chemistry, 11 (2011) 50-54.
12. Khoshimov S. et al. Changes in the porous structure of carbonizate of carbon containing raw under alkaline activation //AIP Conference Proceedings. – AIP Publishing LLC, 2024. – Т. 3045. – №. 1. – С. 030059.
13. Askarova D. et al. Advancing carbon adsorbents from biomass: Physicochemical analysis of Licorice root waste //AIP Conference Proceedings. – AIP Publishing LLC, 2025. – Т. 3304. – №. 1. – С. 040011.
14. Salikhanova D, Muratov M, Usmonova Z, Abdikamalova, A., Eshmetov, I., Jumayeva, D., Sagdullayeva, D., Ismoilova, M., Kadirova, N., Eshmetov, R. Engineering high-performance activated carbons from plum pit shells for efficient copper(II) removal: Synthesis, structural characterization, and adsorption mechanisms.Ecological Engineering & Environmental Technology. 2026;27(6):135–152. doi. 10.12912/27197050/221291
15. Jumanazarova, Z. K., Kadirova, Sh. A., Kattaev, N. T., & Zakirova, R. P. (2025). New magnesium coordination compound as a "green" plant growth stimulator. Processes of Petrochemistry and Oil Refining, 26(2), 574–579
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Copyright (c) 2026 Сухроб Истам угли Эргашев, Миртохир Мирхалил угли Муратов, Азиза Бахтияровна Абдикамалова, Иззат Дусимбатович Эшметов, Нозим Нимаджонович Маматалиев (Author)