JoVE Journal > Chemistry
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
화학

Осаждения пористых сорбентов на ткани опоры

Published: June 12, 2018
doi:
10.3791/57331
, , ,
1Center for Bio/Molecular Science & Engineering,Naval Research Laboratory, 2Department of Chemistry,University of Vermont

Summary

Этот отчет Подробности Микроволновая печь инициировал подход для осаждения порфирина функционализированных пористых органосиликатных сорбентов на хлопчатобумажной ткани и демонстрирует снижение в 2-хлорэтил этиловый сульфидные (КИС) транспорта через ткань, вытекающие из этого лечение.

Abstract

Микроволновая техника осаждения для силанов, в описанный ранее для производства олеофобное тканей, адаптированы для обеспечения ткани поддержки материал, который может быть впоследствии обработаны катодное грунтование. Катодное грунтование препаратом соль предоставляет поддерживаемые пористым слоем на ткани. В этом случае пористый слой система порфирина функционализированных сорбент на основе порошкового материала, которая была продемонстрирована ранее для захвата и преобразование фосгена. Представитель покрытие применяется хлопчатобумажная ткань на уровне загрузки 10 мг/г. Это покрытие имеет минимальное воздействие на транспорт водяного пара через ткань (93% от ставки поддержки ткани) значительно сокращая транспорта 2-хлорэтил этиловый сульфидные (КИС) через материал (7% стоимости поддержки ткани). Описаны подходы, пригодны для использования с другими тканями, обеспечивая аминов и гидроксильных групп для модификации и может использоваться в комбинации с другими препаратами соль для производства различной функциональности.

Introduction

В настоящее время доступные химические защитную одежду, используемые Департамент обороны США (DoD) обеспечивают полный барьер, уровень химической защитный костюм, например, или использовать несколько слоев ткани для защиты, как совместные службы облегченного Технологии интегрированных костюм (JSLIST). Одежда полный барьер сопряжено со значительным бременем на пользователя. С транспортом без водяного пара через материал препятствуют терморегуляции. В результате ограничен продолжительность использования (длина миссии); одежды подходит для ограниченного круга сценариев. JSLIST, с другой стороны, использует слой углеродного адсорбента между ткань оболочки и уровень комфорта. Результате нагрузку на пользователя уменьшена, но не устранены, и защитные возможности сокращаются по сравнению с костюмы барьер. За тепловой нагрузки JSLIST костюм подходит для всего 24 часов непрерывного использования. Ни один из этих типов технологии подходят для предоставления базовых защитного потенциала в долгосрочной перспективе, ежедневно носить одежду. Базовой защиты будет иметь для малоопасные среды, условий подходит к MOPP 0 до 2 (MOPP – миссии, ориентированной защитные позы) и другие условия низкого риска. Помимо проблем DoD базовой защиты будет иметь утилита для первого реагирования, которые могут ввести загрязненных средах без предварительного предупреждения.

Исследования, стремящихся улучшить защитную одежду DoD является постоянной и непрерывной1,2,3,4. Предыдущие усилия определить потенциал микроволновой инициировал процесс осаждения гептадекафтор-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) trimethoxysilane на ткани производить олеофобное поведение5. Намерение было производить ткань, которая может повысить оболочки слой одежды JSLIST. Хотя этот oleophobicity может улучшить химическая стойкость слоистых одежда, он не будет рассматривать тепловой бремя костюм. Существует дополнительная текущая работа сосредоточена на сорбентов и катализаторов для улавливания или разложения химических угроз6,,78,9,10, 11,12,,1314. Недавно описанный подход используется пористый органосиликатных сорбентов в сочетании с порфиринов захватить и ухудшить фосген и используются аналогичные материалы для захвата токсичных промышленных соединений (TIC), а также пестицидов имитаторах и nitroenergetics15 ,16,,1718,19,20. Обещая, эти сухие материалы не являются непосредственно применимо к швейной технологий.

Органосиликатных систем широко применялись в ДМЗ и спина, покрытие подходы, как правило, на стекла и кремниевых пластин. Вышеописанная техника Микроволновая осаждения предоставляет механизм для применения этих материалов ткани. Здесь мы используем описанный процесс в сочетании с tetraethylorthosilicate для подготовки ткани. Затем они обрабатываются с пористой сорбентов на основе покрытия купанием. Морфологическая характеристика демонстрирует наличие пористых сорбента на ткани. Оценка 2-хлорэтил этиловый сульфидные (КИС) проникновение через ткань с и без этого лечения показывает значительное влияние на транспорте целевого объекта через материал.

Protocol

1. Микроволновая печь посвящения Приготовляют раствор инициации путем смешивания 10 мл гидроксида аммония (28-30%) с 184 мл изопропанола в стеклянный стакан, с помощью магнитного перемешать бар в 150 об/мин. Добавьте в раствор гидроксида аммония56 мл orthosilicate тетраэтилсвинца (Теос).Предупреждение: Гидроксид аммония является щелочным раствором, который создает раздражение и сжечь опасности контакта с глазами и кожей, а также токсичность после вдыхания или проглатывания.Предупреждение: Тетраэтилсвинца orthosilicate горючих и токсичных. Для запуска образца, погрузиться ткань субстрат полностью в смеси Теос и удалить на стакан, микроволновой безопасной блюдо.Примечание: Ткань используется здесь был легкий вес, неотбеленный хлопок, полученного от специальности ремесел и ткани продавца. Описанный процесс подходит к широкий спектр тканей с тем ограничением, что они должны иметь доступные гидроксила или аминов группы5. Размер блюдо не важен условии ткань может лежать внутри него. Микроволновая печь насыщенных ткань образца с помощью 1200 W для 30 s.Предостережение: Образец ткани и блюдо будет горячим после лечения. Микроволновая печь образцы с достаточной вентиляцией и избегать вдыхания паров в результате. Повторите замачивания и микроволновой лечения для в общей сложности трех циклов.Примечание: Теос смесь становится мутным быстро как осадков происходит. Используйте сразу. Сухой обработанной ткани при 100 ° C на 30 мин в сушильной печи. После высыхания ткань может храниться при температуре окружающей среды.Примечание: Печь, используемая здесь было печь гравитации, но любой печи достаточного размера подходит для сушки материалов. 2. Подготовка соль катодное грунтование Подготовить на соль, смесь 1.9 g P123 плюрониевого, 0,5 г mesitylene и 2.12 g 1,2-бис (trimethyoxysilyl) этан (БТЭ) в пластиковый флакон при комнатной температуре15,16,,1718,20 ,21.Предупреждение: Этан, 1,2-бис (trimethyoxysilyl), горючих и токсичных. Избегайте контакта с кожей и ингаляции. Mesitylene горючих и токсичных. Избегайте контакта с кожей и ингаляции. Добавление 2.0 g метанола и магнитные перемешать бар. Печать контейнер и размешать в 150 об/мин.Предупреждение: Метанол горючих и токсичных и могут представлять другие опасности для здоровья. Избегайте контакта с кожей и ингаляции.Примечание: В вариации этой осаждения, этанол может использоваться вместо метанола настоящего Протокола. Дополнительная информация содержится в ходе обсуждения. Когда перемешивают раствор появляется однородной, добавьте 6.07 g 0,1 М HNO3 каплям.Предупреждение: азотная кислота коррозионные и может вызвать раздражение кожи, глаз и дыхательных путей. Избегайте контакта с кожей и ингаляции. Постоянно перемешивая смесь для 6 ч.Примечание: Смесь стабилен на ночь на данный момент, но только в отсутствии испарения. Если метанола испаряется во время хранения, произойдут изменения в золь гель. 3. Опустите покрытие ткани Окуните Теос лечить ткани в подготовленных соль в размере 150 мм/мин.Примечание: Скорость до 270 мм/мин может использоваться без негативного влияния на результирующие материалы. Здесь подходит любое оборудование, достижение dip и рисовать цены от 150 до 270 мм/мин. Перенесите образец, чтобы повесить сухой в 60 ° C духовке в течение 24 ч. Далее, отверждается при 80 ° C для дополнительных 24 h.Примечание: Выше набор прочности при температуре до 120 ° c являются приемлемыми на данный момент. После отверждения, ткань может храниться при комнатной температуре, позволяя для последующего извлечения. Погрузите образец ткани в избыток этанола при 65 ° C в течение 48 часов для извлечения поверхностно-активных веществ.Предупреждение: Этанол является горючим.Примечание: Убедитесь, что контейнер будет терпеть необходимой температуры. Промывайте ткань с дополнительной этанола. Сухие ткани на ночь на 60-65 ° C. После высыхания ткань может храниться при температуре окружающей среды. 4. порфирина функционализация ткани с покрытием Для functionalize сорбент материал с группами Первичные амины, приготовляют раствор 3-aminopropyltriethoxy силана (APS) в толуоле 0,5% Объем/объем15,16.Предупреждение: 3-Aminopropyltriethoxy силана коррозионные и токсичных. Избегайте контакта с кожей и ингаляции. Толуол, легковоспламеняющиеся, токсичные и известный канцероген. Избегайте контакта с кожей и ингаляции. Погрузиться ткань в растворе и инкубировать 1 h, покрыты. Промойте образцы тщательно с толуола. Сухой образцы тканей на ночь на 100 ° C. Для подготовки меди комплекс Deuteroporphyrin IX 2,4 бис этиленгликоля (Дикс), растворяют 20 мг порфиринов в 2 мл этанного сульфоксида22.Предупреждение: Порфиринов могут представлять опасность для здоровья; Следуйте рекомендованным процедурам предосторожности. Порфирина решение добавьте 100 мл воды с 12,8 мг хлорида меди (II) в колбе круглым дном.Предупреждение: Меди хлорид является агрессивных, токсичных и представляет опасность для водной среды. Избегайте контакта с кожей и ингаляции. Рефлюкс решение на ночь. Использование роторный испарения уменьшить объем всего образца до 5 мл.Примечание: Порфирина может быть подготовлен в больших количествах для последующего использования. Подготовленные порфирина должны храниться в темноте при комнатной температуре. Добавьте решение подготовленных порфиринов в 15 мл 0.1 М 2-(N-Морфолино) ethansulfonic кислоты (MES) буфер рН 5,5. Добавить 5 мг 1-этил – 3-(3-dimethylaminopropyl) Карбодиимиды (EDC) в решение и сразу погружаться образцы тканей. Обложка образцов и инкубировать на ночь. Промойте образцы, тщательно с использованием воды. Сухой образцы тканей на ночь на 100 ° C. 5. характеристика тканей Используйте любую систему характеристика адсорбции коммерчески доступных азота по данным производителя протоколы характеризовать пористость образцов ткани.Примечание: Здесь, анализ адсорбции азота было завершено 77 K. зависеть на системе используется, это может быть необходимо взвесить образцы или Дега ≥65 ° C до анализа. Используйте метод Brunauer-Эмметт-кассир (BET) для определения площади поверхности. Используйте метод Барретт-Джойнер-Halenda (BJH) для определения размера пор от ветви изотермы адсорбции. Используйте метод единой точки для определения объема пор на относительное давление (P/P0) 0,97. Характеризуют проникновение 2-хлорэтил этиловый сульфидные (КИС) через образцы тканей, следуя указаниями на тест операции процедуры (вверху) 8-2-501, проникновение тестирование материалов с химическими агентами или имитаторах (образец тестирования)23 ,24.Предупреждение: 2-хлорэтил этиловый сульфид коррозионные, легковоспламеняющиеся, токсичные и представляет опасность для здоровья. Избегайте контакта с кожей и ингаляции.Примечание: в рамках этого исследования, внутренний, подогрев зонда инициативе был использован для контроля температуры в пределах пользовательской окружающей среды. Отношение влажного до сухого воздуха, поступающего эта палата решается с помощью зонда, управляемый регуляторами массового расхода. Аэрозоль пар жидкость оценки группа из нержавеющей стали (AVLAG) клеток содержит образец горизонтально с кольцевых уплотнений. Диффузионное проникновение тестирование использует поток азота. Headspace выше образец, в котором размещается целевой, застойные с разницы давления выше и ниже образец. Образец поддерживается между двух твердой поддержки дисков с выровненным 0,64 см2 круглые отверстия. Эта сборка помещается в ячейку AVLAG, и достижение равновесного уровня влажности для 2 h. Целевой вводится как жидкие капельки, используя повторяющийся распылитель. Посвященный FID обеспечивает непрерывный мониторинг концентраций целевой. Следуйте указаниями ASTM E96, транспорт водяного пара: вертикально метод Open Cup характеризовать транспорт водяного пара через ткань образцы4,24,25. Измените инкубатором для обеспечения вольер для этого анализа при 25 ° C. Заполните ампулу сцинтилляционные (20 мл) с 16,9 мл деионизированной водой. Печать образец материала над этот флакон и весят флакона. Используйте осушитель для привода влажность дифференциальной в инкубаторе и выровняйте сухим азотом поток так, чтобы она текла по всей поверхности образца (0,25 Л/мин). Мера веса образца покрыты флакона в 30 до 45 мин интервалами с помощью аналитического баланса.

Representative Results

Адсорбции азота использовался для оценки обработанной ткани после процедуры покрытия купанием. Как показано на рисунке 1, ожидаемые изотерма был получен для пористого покрытия. Это контрастирует с поведением, отметил для необработанной ткани и ткани Микроволновая печь инициатором. Адсорбция незначительным азота было отмечено только ткани и ткани, после СВЧ обработка. Нет размера поры были определены. Пористые покрытия производится площадь поверхности 3,39 м2/г с порами объем 0,013см/3g. Хотя инструмент размер поры адсорбции BJH 76 Е, без в распределением пор по размерам наблюдаются существенные особенности. Изображения из ткани на каждом этапе в процессе покрытия предоставляются на рисунке 2. Средняя масса сорбента на хранение на хлопок поддержки был определен на основе дифференциальных вес образцов до осаждения и после процесса окончательной сушки, увеличение веса ~ 1% от оригинальные ткани 0,01 г/г. Если измеренные поверхности области и порового объема корректируются приходится только сорбента массы компонент материала, площадь поверхности для сорбента — 339 m2/g с порами объем 1,3см/3g. Для сравнения при этом сорбента был синтезирован как монолит в закрытой реактор, азота porosimetry указывается ставка площадь 1143 м2/г порового объема 1.01 м2/г и поры диаметром 76 Е26. Тип IV-как изотерма было отмечено для этого материала с значительным гистерезиса (рис. 3). Образец Толстой был подготовлен отверждения dip покрытие соль в чашку Петри и обработки, основанные на протокол, используемый для образцов ткани с покрытием. Porosimetry азота указывается ставка площадь 968 m2/g с порами объем 0,78см/3g и поры диаметром 39 Å для этого материала (рис. 3). Уровень транспорта (WVT) водяного пара для обработанной ткани оценивалась с использованием двух камерных ячейки по4,24,25. Эта оценка используется круговая ткани образец подвергается общей площадью 1,65 см2. Как показано на рисунке 4, Микроволновая инициации ткани вызвало некоторое сокращение в водяного пара транспорта по сравнению с необработанными хлопка. Никаких дополнительных изменений в водяного пара транспорта были отмечены следующие сорбенты осаждения или функционализация порфирина. WVT ставка для хлопчатобумажной ткани был определен 121 г/ч/м2. WVT ставка была снижена до 112 г/ч/м2 при инициации Микроволновая печь. WVT скорость 113 г/ч/м2 был определен для полного порфирина функционализированных лечения. 2-хлорэтил этиловый сульфидные (КИС) был использован как simulant для определения ли осаждения пористых лечения привели к изменениям для переноса химических свойств для ткани. КОРНЕЛИС обычно используется как simulant для иприт, химического агента. Сорбент материал, используемый здесь состоит из групп, Этан преодоление и был функционализированных металлопорфирином меди этиленгликоля (CuDIX) бис Deuteroporphyrin IX 2,4. Это отражает характеристики системы сорбента, продемонстрировал ранее для использования в захвате фосген15,16. Химическое парофазное транспорт был определен с помощью аэрозоля пар жидкость оценки группа (AVLAG) клеток23,24. Использует метод непрерывного потока с детектором ионизации пламени (FID) под контролем (40 ° C) температуры и относительной влажности (50%) для подвергаются площадь 0,64 см2. Рисунок 5 обеспечивает время зависимых FID ответы. Когда проводилась только хлопчатобумажную ткань, пик скорости 67 г/ч/с без сохранения целевого объекта (Всего 214 мкг) было отмечено m2 . Пористые лечения привело к значительному сокращению пик скорость транспорта (9,6 г/ч/м2) и общей перевозки цели через ткань. Только 78 мкг 214 мкг, первоначально применяемые СЦВЕ была восстановлена в течение 83 h. Порфирина функционализированных пористых лечения сокращен Пиковая скорость транспорта до 4,52 m с общей транспортной 39 мкг СЕСУ над 83 h эксперимент. Рисунок 1: морфологическая характеристика тканей. Показано здесь представитель азота изотермы сорбции (A) и распределением размера поры (B) для типичного ткань образец (красный), подобный образец после инициации процесса Микроволновая печь (синий), ткань, после применения Сорбент (зеленый) и ткань, после применения системы полного сорбента (черный). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Рисунок 2: фотографии ткани. Фотография здесь показывает СВЧ инициировал, сорбент покрытием материал (A), CuDIX порфирина только на хлопок (B), и полный порфирина функционализированных покрытие на хлопок (C). Обработанные образцы накладываются на необработанных хлопчатобумажной ткани. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Рисунок 3: морфологическая характеристика неподдерживаемых сорбента. Показанные здесь, представитель азота изотермы сорбции (A) и распределением размера поры (B) для сорбента при синтезировано как Монолит (черный) и когда синтезировано как толстой пленки (красный)26. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Рисунок 4: проникновение водяного пара. Представлены результаты анализа проникновения паров воды для полного CuDIX порфирина функционализированных сорбента на хлопчатобумажной ткани (черный). Для сравнения представлены хлопок ткань только (красный) и хлопчатобумажной ткани с только сорбента компонент (синий). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Рисунок 5: проникновение СЦВЕ. Проникновение СЦВЕ посредством полного порфирина функционализированных сорбента покрытие на хлопчатобумажную ткань представлена (черный). Для сравнения представлены только ткань (красный) и ткани с только сорбента компонент (синий). Врезные обеспечивает увеличенное представление периода первоначального прорыва для трех материалов. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Discussion

Здесь мы показали, что Микроволновая печь инициативе осаждения Теос может использоваться для подготовки ткани для последующего нанесения пористых органосиликатных сорбента. Этот подход приводит к загрузке ткани с 1.12 г сорбента за м2 поверхности ткани. Анализ покрытием ткани путем адсорбции азота свидетельствует осаждения пористые покрытия с существенными различиями между полным обработанного материала и что начатый ткани. Площадь поверхности был, однако, меньше, чем для аналогично состоит материал синтезировано как Монолит. Сорбент одиночку снижения ставки СЕСУ транспорта через ткань на 85%. Добавление порфирина функционализации для поддерживаемых сорбента далее сократилась транспорта (93% общего сокращения). Первоначальный прорыв для порфирина функционализированных обработанной ткани произошло в 2 мин; первоначального прорыва хлопчатобумажной ткани был в 0,6 мин. Это сокращение химических пропитывание был достигнут лишь незначительное влияние на транспорт водяного пара ткани.

Депонированные сорбента не непрерывной тонкой пленки. Этот подход производит покрытие, которое более тесно конформное для пряжи ткани. В результате снижение проникновения ограничена ткать ткани. Здесь легкая хлопчатобумажная ткань используется в качестве вспомогательного материала. Микроволновая печь инициации подходит для использования на другие ткани, которые обеспечивают амины или гидроксильных групп для модификации. Более плотно тканые ткани, такие как нейлона и хлопка blend, используемых в США армии борьбе с единой (АКС), будет производить большее сокращение целевой транспорта просто на основе сокращения пустот внутри ткать. Плотно тканые ткани, используется в качестве материала жилья будет обеспечивать аналогичные преимущества. Напоминая, что сорбент лечение не ограничивается на поверхности ткани, материал, предоставляя некоторую глубину образом шерсть или тяжелых трикотажные ткани также предполагается производить дополнительные сокращения в пропитывание. Эта концепция будет также применяться к трехмерной плиссированные материалы, используемые в фильтрации воздуха.

Лечение, изложенные здесь не ограничены для использования на традиционные ткани. Она обеспечивает возможности для изменения документа, слоистых и плиссированной материалов, более обычно применяется в фильтрации подходов, а также нетканого текстиля. В некоторых случаях условия, описанные здесь может потребоваться быть gentled для поддержания целостности вспомогательных материалов. Уменьшение концентрации базы (Гидроксид аммония) может быть необходимым, как и в случае полиэтилена тканей. Сокращение продолжительности периода Микроволновая печь может быть необходимо избежать палящего (бумажные материалы). Некоторые синтетические ткани, полипропилена, например, требуют сокращения сушки температуры используется в. Изменения температуры старения соль и длительности следует избегать, поскольку эти условия имеют значительное влияние на морфологию результате сорбента.

Этанол может быть заменен для метанола в покрытие соль провал. Это рекомендуется при масштабировании вверх обобщение и использование большего объема соль, потому что, как этанол представляет меньшую опасность для здоровья. Соль может быть разбавлен значительно с алкоголем, например, 4-12 г этанола вместо метанола 2 g) подготовить больший объем смеси без пропорционального увеличения массы Заушных, P123 плюрониевого, mesitylene и кислоты. Относительное количество реактивов и растворителя можно умножить также подготовить соль для поколения больших образцов coated материалов. Степень разбавления или концентрации соль может повлиять на результате массового Загрузка материала сорбента на конкретной ткани. Несколько циклов погружения в соль смесь должна также привести к изменениям в полной загрузки.

Продолжается оптимизация подхода осаждения для других вспомогательных материалов. Модификация ткани нейлона и хлопка смесь АКС представляет особый интерес для ежедневного износа решение, обеспечивающее базовой химической защиты, как Джерси трикотажные материалы на основе. Изучается также осаждения других сорбента материалов. Diethylbenzene мост сорбентов, разработанная для захвата целей пестицидов, например, использовать соль препарат, который отличается от одного описанных здесь17,20,27 и катализа основывается на различных порфирина. Наконец Оценка ткань поддерживает материалов против аэрозоля, жидкость и пар показателей продолжается.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Это исследование было организовано Агентством по уменьшению угрозы обороне (DTRA BA08PRO015) и управление военно-морских исследований США через базовые средства военно-морской научно-исследовательской лаборатории. Мнения, высказанные здесь, принадлежат авторам и не отражают ВМС США, Министерство обороны США или правительства США.

Materials

unbleached 100% cotton fabric JOANN Stores N/A Protocol is suitable for use on a variety of fabrics
ammonium hydroxide Aldrich 32,014-5
tetraethyl orthosilicate Aldrich 13,190-3
Pluronic P123 Aldrich 435465
mesitylene Sigma-Aldrich M7200
1,2-bis(trimethoxysilyl)ethane Aldrich 447242
methanol Fisher Chemical A454SK-4
nitric acid Sigma-Aldrich 438073 Prepare 0.1 M aqueous solution
3-aminopropyltriethoxysilane Gelest SIA0603.4
toluene Sigma-Aldrich 650579
Deuteroporphyrin IX bis ethylene glycol Frontier Scientific D630-9
dimethyl sulfoxide Sigma-Aldrich 276855
copper chloride Sigma-Aldrich 256528
2-(N-morpholino)ethansulfonic acid Sigma-Aldrich M3671 Prepare 0.1M buffer at pH 5.5
1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide Sigma-Aldrich E6383
ethyl alcohol Warner-Graham 64-17-5
Drierite Sigma-Aldrich 737828
Microwave Daewoo KOR-630A
Nitrogen adsorption instrument Micromeritics  TriStar II Plus 
Environmental chamber custom part N/A Here, a modified Thermolyne incubator, Compact Series 5000 was used
Flame ionization detector (FID) SRI Instruments 8690-0010 Model 110
Humidity probe Vaisala HMT3303E0A193BCAC100A0CCABEA1
AVLAG Cell custom part N/A AERO-Space Tooling and Machining, P/N RS0010 Permeation cell
Computer controlled heater World Precision Instruments AIRTHERMY-ATX
Mass flow controller MKS Instruments 1179A01312CS
Dipper mechanism Type D1L NIMA Technology Ltd D1L
Gravity oven Fisher Scientific 15-103-0520
Stirring hotplate Fisherbrand S28482
Octagon spinbar, magnetic stirring bar Fisherbrand 14-513-82
PSI-Plot version 9.5 Poly Software International, Inc N/A
Microsoft Office Professional Plus – Excel 2013 32-bit Microsoft N/A
MicroActive TriStar II Plus Software Micromeritics packaged with the TriStar II nitrogen adsorption instrument
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bromberg, L., Pomerantz, N., Schreuder-Gibson, H., Hatton, T. A. Degradation of Chemical Threats by Brominated Polymer Networks. Industrial & Engineering Chemistry Research. 53 (49), 18761-18774 (2014).
  2. Bui, N., et al. Ultrabreathable and Protective Membranes with Sub-5 nm Carbon Nanotube Pores. Advanced Materials. 28 (28), 5871-5877 (2016).
  3. Truong, Q., et al. Pilot-scale coating of fabrics with fluorodecyl polyhedral oligomeric silsesquioxane/fluoroelastomer blends. Surface Innovations. 2 (2), 79-93 (2014).
  4. Kar, F., Fan, J. T., Yu, W. Comparison of different test methods for the measurement of fabric or garment moisture transfer properties. Measurement Science and Technology. 18 (7), 2033-2038 (2007).
  5. Hayn, R. A., Owens, J. R., Boyer, S. A., McDonald, R. S., Lee, H. J. Preparation of highly hydrophobic and oleophobic textile surfaces using microwave-promoted silane coupling. Journal of Materials Science. 46 (8), 2503-2509 (2011).
  6. Bae, Y. S., et al. Separation of gas mixtures using Co(II) carborane-based porous coordination polymers. Chem Commun. 46 (20), 3478-3480 (2010).
  7. Bandosz, T. J., Petit, C. MOF/graphite oxide hybrid materials: exploring the new concept of adsorbents and catalysts. Adsorption. 17 (1), 5-16 (2011).
  8. Glover, T. G., Peterson, G. W., Schindler, B. J., Britt, D., Yaghi, O. MOF-74 building unit has a direct impact on toxic gas adsorption. Chem Eng Sci. 66 (2), 163-170 (2011).
  9. Head, A. R., et al. Electron Spectroscopy and Computational Studies of Dimethyl Methylphosphonate. Journal of Physical Chemistry A. 120 (12), 1985-1991 (2016).
  10. Johnson, R. P., Hill, C. L. Polyoxometalate oxidation of chemical warfare agent simulants in fluorinated media. Journal of Applied Toxicology. 19, S71-S75 (1999).
  11. Peterson, G. W., Rossin, J. A., Karwacki, C. J., Glover, T. G. Surface Chemistry and Morphology of Zirconia Polymorphs and the Influence on Sulfur Dioxide Removal. Journal of Physical Chemistry C. 115 (19), 9644-9650 (2011).
  12. Plonka, A. M., et al. In Situ Probes of Capture and Decomposition of Chemical Warfare Agent Simulants by Zr-Based Metal Organic Frameworks. Journal of the American Chemical Society. 139 (2), 599-602 (2017).
  13. Wang, G., et al. Mechanism and Kinetics for Reaction of the Chemical Warfare Agent Simulant, DMMP(g), with Zirconium(IV) MOFs: An Ultrahigh-Vacuum and DFT Study. Journal of Physical Chemistry C. 121 (21), 11261-11272 (2017).
  14. Wycisk, R., Barpaga, D., Pintauro, S., Levan, M. D., Pintauro, P. N. Electrospun zirconium hydroxide nanoparticle fabrics as sorptive/reactive media. Adsorption-Journal of the International Adsorption Society. 20 (2-3), 261-266 (2014).
  15. Johnson, B. J., Leska, I. A., Melde, B. J., Taft, J. R. Removal of phosgene by metalloporphyrin-functionalized porous organosilicates. Catalysis Communications. 27, 105-108 (2012).
  16. Johnson, B. J., Leska, I. A., Melde, B. J., Taft, J. R. Self-reporting materials: Dual use for porphyrin-embedded sorbents. Sensors and Actuators B-Chemical. , 399-404 (2013).
  17. Johnson, B. J., et al. Adsorption of organophosphates from solution by porous organosilicates: Capillary phase-separation. Microporous and Mesoporous Materials. 195, 154-160 (2014).
  18. Johnson, B. J., et al. Porphyrin-embedded organosilicate materials for ammonia adsorption. Journal of Porphyrins and Phthalocyanines. 16 (12), 1252-1260 (2012).
  19. Johnson-White, B., Zeinali, M., Malanoski, A. P., Dinderman, M. Sunlight catalyzed conversion of cyclic organics with novel mesoporous organosilicas. Catalysis Communications. 8, 1052-1056 (2007).
  20. Melde, B. J., Johnson, B. J., Dinderman, M. A., Deschamps, J. R. Macroporous Periodic Mesoporous Organosilicas with Diethylbenzene Bridging Groups. Microporous and Mesoporous Materials. 130 (1-3), 180-188 (2010).
  21. Nakanishi, K., Kobayashi, Y., Amatani, T., Hirao, K., Kodaira, T. Spontaneous Formation of Hierarchical Macro-Mesoporous Ethane-Silica Monolith. Chemistry of Materials. 16, 3652-3658 (2004).
  22. Johnson, B. J., et al. Miniaturized reflectance devices for chemical sensing. Measurement Science & Technology. 25 (9), 10 (2014).
  23. D’Onofrio, T. G. . Development of a contact permeation test fixture and method. , (2013).
  24. Martin, B. D., et al. An Elastomeric Poly(Thiophene-EDOT) Composite with a Dynamically Variable Permeability Towards Organic and Water Vapors. Advanced Functional Materials. 22 (15), 3116-3127 (2012).
  25. Pushpadass, H. A., Marx, D. B., Hanna, M. A. Effects of Extrusion Temperature and Plasticizers on the Physical and Functional Properties of Starch Films. Starch-Starke. 60 (10), 527-538 (2008).
  26. Johnson, B. J., Melde, B. J., Moore, M. H., Malanoski, A. P., Taft, J. R. Improving Sorbents for Glycerol Capture in Biodiesel Refinement. Materials. 10 (6), (2017).
  27. Johnson, B. J., et al. Fluorescent Silicate Materials for the Detection of Paraoxon. Sensors. 10 (3), 2315-2331 (2010).

Tags

Porous SorbentsFabric SupportsChemical ProtectionOrganosilicate SorbentsChemical Protective ApplicationsConformal TreatmentTetraethylorthosilicateAmmonium HydroxideIsopropanolMicrowave TreatmentSol-gelPluronic P123MesityleneBTENitric AcidEthanol Extraction3-aminopropyltriethoxysilanePorphyrin

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Johnson, B. J., Melde, B. J., Moore, M. H., Taft, J. R. Deposition of Porous Sorbents on Fabric Supports. J. Vis. Exp. (136), e57331, doi:10.3791/57331 (2018).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image