Aminosilanes grafted to basic alumina as CO2 adsorbents-role of grafting conditions on CO2 adsorption properties

ChemSusChem

Volumn 7, Issue 11, 2014, Pages 3145-3156

  Bali, Sumit ^a   Leisen, Johannes ^b   Foo, Guo Shiou ^a   Sievers, Carsten ^a,b   Jones, Christopher W ^a,b  

^a Georgia Institute of Technology   (United States)

^b GEORGIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

Author keywords

Adsorption; Aluminum; Amines; NMR spectroscopy; Silicon

Indexed keywords

ADSORPTION; ALUMINA; ALUMINUM; AMINES; FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY; GRAFTING (CHEMICAL); MAGIC ANGLE SPINNING; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; SILICA; SILICON; SORBENTS; SURFACE PROPERTIES;

3-AMINOPROPYL TRIMETHOXYSILANE; ADSORPTION CAPACITIES; ADSORPTION PROPERTIES; ALUMINA MATERIALS; CROSS POLARIZATIONS; MAS-NMR SPECTROSCOPY; PRESENCE OF WATER; SUPPORTED MATERIALS;

DRIERS (MATERIALS);

3-AMINOPROPYLTRIMETHOXYSILANE; ALUMINUM OXIDE; CARBON DIOXIDE; PROPYLAMINE; SILANE DERIVATIVE; WATER;

ADSORPTION; CHEMISTRY;

ADSORPTION; ALUMINUM OXIDE; CARBON DIOXIDE; PROPYLAMINES; SILANES; WATER;

EID: 84918495045     PISSN: 18645631     EISSN: 1864564X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cssc.201402373     Document Type: Article

References (111)

1. T. F. Stocker, Science 2013, 339, 280-282.
2. S. J. Davis, K. Caldeira, H. D. Matthews, Science 2010, 329, 1330-1333.
3. S. A. Marcott, J. D. Shakun, P. U. Clark, A. C. Mix, Science 2013, 339, 1198-1201.
4. R. Notz, I. Tonnies, N. McCann, G. Scheffknecht, H. Hasse, Chem. Eng. Technol. 2011, 34, 163-172.
5. M. Wang, A. Lawal, P. Stephenson, J. Sidders, C. Ramshaw, Chem. Eng. Res. Des. 2011, 89, 1609-1624.
6. N. MacDowell, N. Florin, A. Buchard, J. Hallett, A. Galindo, G. Jackson, C. S. Adjiman, C. K. Williams, N. Shah, P. Fennell, Energy Environ. Sci. 2010, 3, 1645-1669.
7. Y. Huang, M. Wang, P. Stephenson, S. Rezvani, D. McIlveen-Wright, A. Minchener, N. Hewitt, A. Dave, A. Fleche, Fuel 2012, 101, 244-253.
8. W. Lu, J. P. Sculley, D. Yuan, R. Krishna, H.-C. Zhou, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 4057-4061.
9. N. R. Stuckert, R. T. Yang, Environ. Sci. Technol. 2011, 45, 10257-10264.
10. Y. Belmabkhout, R. Serna-Guerrero, A. Sayari, Chem. Eng. Sci. 2010, 65, 3695-3698.
11. S. Choi, J. H. Drese, P. M. Eisenberger, C. W. Jones, Environ. Sci. Technol. 2011, 45, 2420-2427.
12. A. Goeppert, M. Czaun, G. K. Surya Prakash, G. A. Olah, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7833-7853.
13. C. W. Jones, Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng. 2011, 2, 31-52.
14. A. R. Kulkarni, D. S. Sholl, Ind. Eng. Chem. Res. 2012, 51, 8631-8645.
15. N. A. Spector, B. F. Dodge, Trans. Am. Inst. Chem. Eng. 1946, 42, 827-848.
16. N. A. Spector, B. F. Dodge, Anal. Chem. 1947, 19, 55-58.
17. S. S. Laddha, P. V. Danckwerts, Chem. Eng. Sci. 1981, 36, 479-482.
18. X. Luo, A. Hartono, H. F. Svendsen, Chem. Eng. Sci. 2012, 82, 31-43.
19. D. A. Glasscock, J. E. Critchfield, G. T. Rochelle, Chem. Eng. Sci. 1991, 46, 2829-2845.
20. S. Choi, J. H. Drese, C. W. Jones, ChemSusChem 2009, 2, 796-854.
21. N. Hedin, L. Andersson, L. Bergström, J. Yan, Appl. Energy 2013, 104, 418-433.
22. H. A. Blum, L. F. Stutzman, W. S. Dodds, Ind. Eng. Chem. 1952, 44, 2969-2974.
23. S. P. Wang, S. L. Yan, X. B. Ma, J. L. Gong, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3805-3819.
24. A. M. Kierzkowska, R. Pacciani, C. R. Miiller, ChemSusChem 2013, 6, 1130-1148.
25. S.-C. Yang, W.-N. Su, J. Rick, S. D. Lin, J.-Y. Liu, C.-J. Pan, J.-F. Lee, B.-J. Hwang, ChemSusChem 2013, 6, 1326-1329.
26. M. Sayyah, Y. Lu, R. I. Masel, K. S. Suslick, ChemSusChem 2013, 6, 193-198.
27. W. Q. Liu, H. An, C. L. Qin, J. J. Yin, G. X. Wang, B. Feng, M. H. Xu, Energy Fuels 2012, 26, 2751-2767.
28. T. C. Drage, O. Kozynchenko, C. Pevida, M. G. Plaza, F. Rubiera, J. J. Pis, C. E. Snape, S. Tennison, Energy Proc. 2009, 1, 599-605.
29. M. Sevilla, A. B. Fuertes, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 1765-1771.
30. C. Pevida, M. G. Plaza, B. Arias, J. Fermoso, F. Rubiera, J. J. Pis, Appl. Surf. Sci. 2008, 254, 7165-7172.
31. J. Przepiórski, A. Czyżewski, R. Pietrzak, A. W. Morawski, Ind. Eng. Chem. Res. 2013, 52, 6669-6677.
32. A. R. Millward, O. M. Yaghi, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 17998-17999.
33. L. Bastin, PS. Bárcia, E. J. Hurtado, J. A. C. Silva, A. E. Rodrigues, B. Chen, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 1575-1581.
34. J. Liu, P. K. Thallapally, B. P. McGrail, D. R. Brown, J. Liu, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 2308-2322.
35. J. G. Vitillo, M. Savonnet, G. Ricchiardi, S. Bordiga, ChemSusChem 2011, 4, 1281-1290.
36. N. Konduru, P. Lindner, N. M. Assaf-Anid, AIChE J. 2007, 53, 3137-3143.
37. F. S. Su, C. Y. Lu, S. C. Kuo, W. T. Zeng, Energy Fuels 2010, 24, 1441-1448.
38. A. Zukal, S. I. Zones, M. Kubu, T. M. Davis, J. Cejka, ChemPlusChem 2012, 77, 675-681.
39. X. Xu, C. Song, J. M. Andresen, B. G. Miller, A. W. Scaroni, Energy Fuels 2002, 16, 1463-1469.
40. X. Xu, C. Song, J. M. Andrésen, B. G. Miller, A. W. Scaroni, Microporous Mesoporous Mater. 2003, 62, 29-45.
41. S. Bali, T. T. Chen, W. Chaikittisilp, C. W. Jones, Energy Fuels 2013, 27, 1547-1554.
42. X. Wang, V. Schwartz, J. C. Clark, X. Ma, S. H. Overbury, X. Xu, C. Song, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 7260-7268.
43. F. S. Li, W. Qiu, R. P. Lively, J. S. Lee, A. A. Rownaghi, W. J. Koros, Chem-SusChem 2013, 6, 1216-1223.
44. D. Wang, C. Sentorun-Shalaby, X. Ma, C. Song, Energy Fuels 2011, 25, 456-458.
45. E. R. Monazam, L. J. Shadle, D. C. Miller, H. W. Pennline, D. J. Fauth, J. S. Hoffman, M. L. Gray, AIChE J. 2013, 59, 923-935.
46. R. Serna-Guerrero, E. Da'na, A. Sayari, Ind. Eng. Chem. Res. 2008, 47, 9406-9412.
47. P. J. E. Harlick, A. Sayari, Ind. Eng. Chem. Res. 2006, 45, 3248-3255.
48. S. A. Didas, A. R. Kulkarni, D. S. Sholl, C. W. Jones, ChemSusChem 2012, 5, 2058-2064.
49. R. A. Khatri, S. S. C. Chuang, Y. Soong, M. Gray, Energy Fuels 2006, 20, 1514-1520.
50. H. J. Kim, J. H. Moon, J. W. Park, J. Colloid Interface Sci. 2000, 227, 247-249.
51. C. O. Kim, S. J. Cho, J. W. Park, J. Colloid Interface Sci. 2003, 260, 374-378.
52. J. M. Rosenholm, M. Lindén, Chem. Mater. 2007, 19, 5023-5034.
53. J. M. Rosenholm, A. Duchanoy, M. Lindén, Chem. Mater. 2008, 20, 1126-1133.
54. P. Bollini, S. A. Didas, C. W. Jones, J. Mater. Chem. 2011, 21, 15100-15120.
55. J. C. Hicks, J. H. Drese, D. J. Fauth, M. L. Gray, G. Qi, C. W. Jones, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2902-2903.
56. J. H. Drese, S. Choi, R. P. Lively, W. J. Koros, D. J. Fauth, M. L. Gray, C. W. Jones, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3821-3832.
57. W. Chaikittisilp, J. D. Lunn, D. F. Shantz, C. W. Jones, Chem. Eur. J. 2011, 17, 10556-10561.
58. W. Chaikittisilp, S. A. Didas, H.-J. Kim, C. W. Jones, Chem. Mater. 2013, 25, 613-622.
59. G. P. Knowles, S. W. Delaney, A. L. Chaffee, Ind. Eng. Chem. Res. 2006, 45, 2626-2633.
60. W. Li, P. Bollini, S. A. Didas, S. Choi, J. H. Drese, C. W. Jones, ACS Appl. Mater. Interfaces 2010, 2, 3363-3372.
61. D. J. Fauth, M. L. Gray, H. W. Pennline, H. M. Krutka, S. Sjostrom, A. M. Ault, Energy Fuels 2012, 26, 2483-2496.
62. W. Wang, X. Wang, C. Song, X. Wei, J. Ding, J. Xiao, Energy Fuels 2013, 27, 1538-1546.
63. W. Chaikittisilp, H.-J. Kim, C. W. Jones, Energy Fuels 2011, 25, 5528-5537.
64. J. C. Fisher, J. Tanthana, S. S. C. Chuang, Environ. Prog. Sustainable Energy 2009, 28, 589-598.
65. M. J. Schladt, T. P. Filburn, J. J. Helble, Ind. Eng. Chem. Res. 2007, 46, 1590-1597.
66. S. Hammache, J. S. Hoffman, M. L. Gray, D. J. Fauth, B. H. Howard, H. W. Pennline, Energy Fuels 2013, 27, 6899-6905.
67. M. G. Plaza, C. Pevida, B. Arias, J. Fermoso, A. Arenillas, F. Rubiera, J. J. Pis, J. Therm. Anal. Calorim. 2008, 92, 601-606.
68. W. Cai, L. Tan, J. Yu, M. Jaroniec, X. Liu, B. Cheng, F. Verpoort, Chem. Eng. J. 2014, 239, 207-215.
69. D. Luebke, C. Myers, H. Pennline, Energy Fuels 2006, 20, 1906-1913.
70. Y. Kuwahara, D.-Y. Kang, J. R. Copeland, N. A. Brunelli, S. A. Didas, P. Bollini, C. Sievers, T. Kamegawa, H. Yamashita, C. W. Jones, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10757-10760.
71. Y. Kuwahara, D.-Y. Kang, J. R. Copeland, P. Bollini, C. Sievers, T. Kamegawa, H. Yamashita, C. W. Jones, Chem. Eur. J. 2012, 18, 16649-16664.
72. Z. Zhang, T. J. Pinnavaia, Langmuir 2010, 26, 10063-10067.
73. P. F. Fulvio, R. I. Brosey, M. Jaroniec, ACS Appl. Mater. Interfaces 2010, 2, 588-593.
74. K. S. W. Sing, D. H. Everett, R. A. W. Haul, L. Moscou, R. A. Pierotti, J. Rouquerol, T. Siemieniewska, Pure Appl. Chem. 1985, 57, 603-619.
75. P. J. E. Harlick, A. Sayari, Ind. Eng. Chem. Res. 2007, 46, 446-458.
76. O. Paquet, M.-C. Brochier Salon, E. Zeno, M. N. Belgacem, Mater. Sci. Eng. C 2012, 32, 487-493.
77. M. Lelli, D. Gajan, A. Lesage, M. A. Caporini, V. Vitzthum, P. Miéville, F. Heroguel, F. Rascón, A. Roussey, C. Thieuleux, M. Boualleg, L. Veyre, G. Bodenhausen, C. CopéAret, L. Emsley, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2104-2107.
78. T. L. Donaldson, Y. N. Nguyen, Ind. Eng. Chem. Fundam. 1980, 19, 260-266.
79. A. Vimont, J. C. Lavalley, A. Sahibed-Dine, C. Otero Areán, M. Rodríguez Delgado, M. Daturi, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 9656-9664.
80. J. C. Lavalley, Catal. Today 1996, 27, 377-401.
81. J. A. Lercher, C. Colombier, H. Noller, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1 1984, 80, 949-959.
82. C. Morterra, C. Emanuel, G. Cerrato, G. Magnacca, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1992, 88, 339-348.
83. Z. Bacsik, N. Ahlsten, A. Ziadi, G. Zhao, A. E. Garcia-Bennett, B. Martin-Matute, N. Hedin, Langmuir 2011, 27, 11118-11128.
84. A. Danon, P. C. Stair, E. Weitz, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 11540-11549.
85. C. Knöfel, C. Martin, V. Hornebecq, P. L. Llewellyn, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 21726-21734.
86. J.-B. Bossa, F. Borget, F. Duvernay, P. Theule, T. Chiavassa, J. Phys. Chem. A 2008, 112, 5113-5120.
87. L. A. O'Dell, S. L. P. Savin, A. V. Chadwick, M. E. Smith, Solid State Nucl. Magn. Reson. 2007, 31, 169-173.
88. S. E. Ashbrook, K. J. D. MacKenzie, S. Wimperis, Solid State Nucl. Magn. Reson. 2001, 20, 87-99.
89. K. J. Pike, R. P. Malde, S. E. Ashbrook, J. McManus, S. Wimperis, Solid State Nucl. Magn. Reson. 2000, 16, 203-215.
90. R. Wischert, C. Copéret, F. Delbecq, P. Sautet, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 3202-3205;
91. Angew. Chem. 2011, 123, 3260-3263.
92. R. Wischert, P. Laurent, C. Copéret, F. Delbecq, P. Sautet, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14430-14449.
93. A. Goldbourt, M. V. Landau, S. Vega, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 724-731.
94. M. Baca, E. de la Rochefoucauld, E. Ambroise, J.-M. Krafft, R. Hajjar, P. P. Man, X. Carrier, J. Blanchard, Microporous Mesoporous Mater. 2008, 110, 232-241.
95. J. Quartararo, M. Guelton, M. Rigole, J.-P. Amoureux, C. Fernandez, J. Grimblot, J. Mater. Chem. 1999, 9, 2637-2646.
96. M. V. Landau, E. Dafa, M. L. Kaliya, T. Sen, M. Herskowitz, Microporous Mesoporous Mater. 2001, 49, 65-81.
97. N. D. McNamara, J. C. Hicks, ChemSusChem 2014, 7, 1114-1124.
98. Z. Xu, N. D. McNamara, G. T. Neumann, W. F. Schneider, J. C. Hicks, ChemCatChem 2013, 5, 1769-1771.
99. N. A. Brunelli, S. A. Didas, K. Venkatasubbaiah, C. W. Jones, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 13950-13953.
100. N. A. Brunelli, K. Venkatasubbaiah, C. W. Jones, Chem. Mater. 2012, 24, 2433-2442.
101. K. Kandel, S. M. Althaus, C. Peeraphatdit, T. Kobayashi, B. G. Trewyn, M. Pruski, I. I. Slowing, ACS Catal. 2013, 3, 265-271.
102. R. Kore, R. Srivastava, B. Satpati, ACS Catal. 2013, 3, 2891-2904.
103. R. K. Zeidan, S.-J. Hwang, M. E. Davis, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 6332-6335;
104. Angew. Chem. 2006, 118, 6480-6483.
105. R. K. Zeidan, M. E. Davis, J. Catal. 2007, 247, 379-382.
106. Y. Kubota, H. Yamaguchi, T. Yamada, S. Inagaki, Y. Sugi, T. Tatsumi, Top. Catal. 2010, 53, 492-499.
107. J. D. Bass, A. Katz, Chem. Mater. 2006, 18, 1611-1620.
108. J. D. Bass, A. Solovyov, A. J. Pascall, A. Katz, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3737-3747.
109. K. Motokura, M. Tada, Y. Iwasawa, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 9230-9235;
110. Angew. Chem. 2008, 120, 9370-9375.
111. W. W. Lukens, P. Schmidt-Winkel, D. Zhao, J. Feng, G. D. Stucky, Langmuir 1999, 15, 5403-5409.