. IntroductionNanosilica has high p

. Introduction
Nanosilica has high porosity and surface area, and can be widely used in materials such as fillers [1], pharmaceuticals [2], catalysts [3], and chromatography [4]. Industrial production of silica material uses sodium silicate as a silicon source. However, sodium silicate produced by smelting quartz sand and sodium carbonate at 1300 °C requires a large amount of energy [5]. Energy obtained from fossil fuels may not be sustainable in the future. Therefore, it is interesting to develop an economically viable method to fabricate nanosilica from a silicon-containing biomass material.

Biomass is an important renewable energy resource and accounts for 15% of the total global energy supply [6]. Rice husk is a form of agricultural biomass that provides highly efficient thermal energy and an abundant lignocellulose source for preparing bio-oils [7]. The annual global product of rice husk is approximately 100 million tons [8]. Rice husk is rich in silica (up to 20 wt%) and is a large-capacity waste product of the rice milling industry. Commercial utilization of rice husk is not widely. This creates a disposal problem as the amount continues to increase each year. Silicon extracted from rice husk may be an excellent source in preparing nanosilica. The extraction method, using a dissolution–precipitation technique, is relatively simple and inexpensive. As a reusable bio-resource, recovering silica from rice husk has important economic and environmental implications. An interesting future application is utilizing nanosilica precursor in preparing advanced materials such as carbon/silica composites [9], photocatalysts [10], hydrogen production and CO2 capture materials [11] and [12], and adsorbents for removing metal ions [13].

Several approaches can prepare silica with porous structure from rice husk [14], [15] and [16]. Kalapathy et al. [17] investigated xerogel formation using rice husks as raw material, dissolved with sodium hydroxide. They found that incorporating the initial acid washing of rice husk ash and the final water washing of xerogel effectively enhances the purity of the silica sample. Following an acid pre-treatment step, Zhang et al. [18] used rice husk as a precursor, obtaining superfine silica with a diameter of 30–200 nm by incinerating the pre-treated sample in stationary air. Recent studies have produced silica nanoparticles by rice husk biotransformation using Fusarium oxysporum fungus [19] or through a bio-digestion process using worms [20]. Witoon et al. [21] used rice husk ash as raw material and chitosan as a template to prepare bimodal porous silica. The products composed of wormhole-like mesopores, and macropores were obtained from removing the chitosan template.

Although extensive literature exists on the physical and chemical phenomena of silica produced from sodium silicate precipitated with acid, there is relatively little available on integrating process conditions to provide insight into product surface and pore characteristics. This study investigates the effect of acid treatment, sodium silicate concentration, gelation pH, aging temperature, and aging time on surface characteristics of samples to optimize conditions for obtaining homogeneous and nanosilica powder. This research discusses the effectiveness of water-washing in controlling product purity. This work obtained silica using a sodium silicate route followed by an acid precipitation technique. Our previous work provides some fundamental properties for pure silica powders produced from rice husk using combustion procedures [22] and [23]. This study continues the previous work. The developed low-temperature extraction process obtains silica with high surface area, and without any additives for avoiding the high-temperature calcination process. This is a simple, cheap, and low-energy method well-suited for mass production. Reactants and products are examined by several forms of analysis, including the field-emission scanning electron microscope, X-ray diffractometer, Fourier infrared spectrometer, inductivity coupled plasma-mass spectrometer, element analyzer, thermogravimetric analyzer, and surface area analyzer. The results of the study are beneficial for effectively utilizing a green resource from biomass materials as well as producing a valuable nanosilica powder.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

. แนะนำ
Nanosilica porosity สูงและพื้นที่ผิว และสามารถจะใช้วัสดุเช่น fillers [1], [2] ยา สิ่งที่ส่งเสริม [3], และ chromatography [4] อุตสาหกรรมผลิตวัสดุซิลิก้าใช้โซเดียมเป็นต้นซิลิคอน อย่างไรก็ตาม โซเดียมซิลิเคทที่ผลิต โดย smelting ควอตซ์ทรายและโซเดียมคาร์บอเนตที่ 1300 ° C ต้องการจำนวนมากของพลังงาน [5] พลังงานที่ได้จากเชื้อเพลิงฟอสซิลได้อย่างยั่งยืนในอนาคต ดังนั้น เป็นที่น่าสนใจในการพัฒนาวิธีการทำงานปากกัดตีนถีบเพื่อสาน nanosilica จากเป็นซิลิคอนที่ประกอบด้วยชีวมวลวัสดุ

ชีวมวลเป็นสำคัญ [6] จัดหาทรัพยากรพลังงานหมุนเวียนและบัญชี 15% ของพลังงานทั้งหมดทั่วโลก แกลบเป็นชีวมวลทางการเกษตรที่ให้พลังงานความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูงและแหล่งอุดมสมบูรณ์ lignocellulose ไบน้ำมัน [7] การเตรียม ตัว ผลิตภัณฑ์สากลประจำปีของแกลบได้ประมาณ 100 ล้านตัน [8] แกลบมีซิลิกา (20 wt %) และเป็นผลิตภัณฑ์ขนาดใหญ่กำลังเสียข้าวกัดอุตสาหกรรม ใช้ประโยชน์เชิงพาณิชย์ของแกลบได้อย่างกว้างขวาง นี้สร้างปัญหาในการกำจัดเป็นจำนวนยังคงเพิ่มขึ้นทุกปี ซิลิคอนที่สกัดจากแกลบอาจเป็นแหล่งดีในการเตรียม nanosilica วิธีสกัด ใช้เทคนิคยุบ – ฝน ได้ค่อนข้างง่าย และราคาไม่แพง เป็นความสามารถทรัพยากรทางชีวภาพ กู้คืนซิลิกาจากแกลบมีนัยที่สำคัญทางเศรษฐกิจ และสิ่งแวดล้อม โปรแกรมประยุกต์ในอนาคตที่น่าสนใจคือใช้ nanosilica สารตั้งต้นในการเตรียมวัสดุขั้นสูงเช่นซิลิกา/คาร์บอนคอมโพสิต [9], photocatalysts [10], ผลิตไฮโดรเจน และ CO2 จับวัสดุ [11] [12], และ adsorbents สำหรับเอาโลหะกัน [13] ได้

หลายวิธีสามารถเตรียมซิลิกา ด้วยโครงสร้าง porous จากแกลบ [14], [15] [16] และ Kalapathy et al [17] ผู้แต่ง xerogel สอบสวนใช้แพ้ง่ายข้าวเป็นวัตถุดิบ ส่วนยุบกับโซเดียมไฮดรอกไซด์ พวกเขาพบว่าเพจซักผ้ากรดเริ่มต้นของเถ้าแกลบ และน้ำสุดท้ายล้างของ xerogel อย่างมีประสิทธิภาพช่วยเพิ่มความบริสุทธิ์ของซิลิก้าตัวอย่าง ต่อกรดก่อนรักษาขั้นตอนการ เตียว et al. [18] ใช้ข้าวแกลบเป็นสารตั้งต้น ได้รับซิลิก้า superfine มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30-200 nm โดย incinerating อย่างก่อนบำบัดอากาศเครื่องเขียน การศึกษาล่าสุดได้ผลิตซิลิก้าเก็บกักข้าวแกลบ biotransformation ใช้ Fusarium oxysporum เชื้อรา [19] หรือผ่านที่ย่อยอาหารชีวภาพ กระบวนการใช้เวิร์มของ [20] วิฑูรย์ et al [21] ใช้เถ้าแกลบเป็นวัตถุดิบและไคโตซานเป็นแม่แบบในการเตรียมนส่วน bimodal porous ผลิตภัณฑ์ประกอบด้วย wormhole เช่น mesopores และ macropores ได้รับจากการเอาแม่ไคโตซาน

แต่วรรณกรรมอย่างละเอียดอยู่ในปรากฏการณ์ทางกายภาพ และเคมีของผลิตจากตกตะกอน ด้วยกรด โซเดียมซิลิก้า มีค่อนข้างน้อยในการรวมเงื่อนไขกระบวนการให้เป็นพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ และลักษณะที่รูขุมขน การศึกษานี้ตรวจสอบผลของการรักษากรด ความเข้มข้นโซเดียมซิลิเคท ค่า pH gelation อายุอุณหภูมิ และอายุเวลาในลักษณะพื้นผิวของตัวอย่างการปรับเงื่อนไขสำหรับการได้รับเหมือนผง nanosilica งานวิจัยนี้กล่าวถึงประสิทธิภาพของการซักผ้าน้ำในการควบคุมความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ งานนี้ได้รับซิลิก้าที่ใช้กระบวนการผลิตโซเดียมตามเทคนิคการฝนกรด งานก่อนหน้านี้มีคุณสมบัติพื้นฐานบางอย่างสำหรับผงซิลิก้าบริสุทธิ์ผลิตจากแกลบข้าวที่ใช้กระบวนการเผาไหม้ [22] [23] การศึกษานี้ยังคงทำงานก่อนหน้านี้ การพัฒนาสกัดอุณหภูมิต่ำได้รับซิลิก้า มีพื้นที่ผิวสูง และไม่ มีสารใด ๆ ในการหลีกเลี่ยงการเผาอุณหภูมิสูง จึงง่าย ประหยัด และ พลังงานต่ำวิธีดีเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก Reactants และผลิตภัณฑ์ตรวจสอบ โดยการวิเคราะห์ การรวมฟิลด์มลพิษการสแกนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เอกซเรย์ diffractometer หลายรูปแบบ ฟูรีเยช่วงอินฟราเรดสเปกโตรมิเตอร์ inductivity ควบคู่มวลพลาสม่าสเปกโตรมิเตอร์ วิเคราะห์องค์ประกอบ thermogravimetric analyzer และวิเคราะห์พื้นที่ ผลของการศึกษาจะเป็นประโยชน์ได้อย่างมีประสิทธิภาพใช้ทรัพยากรสีเขียวจากวัสดุชีวมวล รวมทั้งผลิตเป็นผงมีคุณค่า nanosilica

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

. บทนำ
นาโนซิลิกามีพื้นที่ผิวรูพรุนสูงและสามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุเช่นสาร [ 1 ] , [ 2 ] ) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา [ 3 ] และโครมาโตกราฟี [ 4 ] การผลิตภาคอุตสาหกรรมของวัสดุซิลิกาใช้โซเดียมซิลิเกตเป็นซิลิคอน แหล่งที่มา อย่างไรก็ตาม โซเดียมซิลิเกตที่ผลิตโดยการหลอมทรายควอตซ์และโซเดียมคาร์บอเนตที่ 1300 องศา C ต้องใช้พลังงานเป็นจำนวนมหาศาล [ 5 ]พลังงานที่ได้จากฟอสซิลอาจไม่ยั่งยืนในอนาคต ดังนั้น จึงเป็นที่น่าสนใจที่จะพัฒนาวิธีการคอรัปชั่นวางสร้างนาโนซิลิกาจากซิลิกอนที่ประกอบด้วยวัสดุชีวมวล ชีวมวลเป็นบัญชี

ที่สำคัญพลังงานทรัพยากรและ 15% ของจำนวนอุปทานพลังงานทั่วโลก [ 6 ]แกลบเป็นรูปแบบของชีวมวลการเกษตรที่ให้ประสิทธิภาพสูง และเป็นแหล่งพลังงานของลิกโนเซลลูโลสมากมายเตรียมน้ำมันชีวภาพ [ 7 ] ผลิตภัณฑ์ทั่วโลกประจำปีของแกลบประมาณ 100 ล้านตัน [ 8 ] แกลบที่อุดมไปด้วยซิลิกา ( ถึง 20 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ) และเป็นผลิตภัณฑ์ของเสียความจุขนาดใหญ่ของอุตสาหกรรมการสีข้าว การใช้ประโยชน์เชิงพาณิชย์ของแกลบไม่ได้อย่างกว้างขวางนี้จะสร้างปัญหาการกำจัดตามปริมาณยังคงเพิ่มขึ้นในแต่ละปี ซิลิกอนที่สกัดจากแกลบที่อาจเป็นแหล่งที่ดีในการเตรียมนาโนซิลิกา . วิธีการสกัดโดยใช้การตกตะกอนและเทคนิคที่ค่อนข้างง่ายและราคาไม่แพง เป็นทรัพยากรชีวภาพสามารถ ฟื้นตัวซิลิกาจากแกลบที่มีผลกระทบทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมที่สำคัญการประยุกต์ใช้ในอนาคตที่น่าสนใจ คือ ใช้สารตั้งต้นในการเตรียมนาโนซิลิกาวัสดุขั้นสูงเช่นคาร์บอน / ซิลิกาผสมตัวเร่งปฏิกิริยา [ 9 ] , [ 10 ] การผลิตไฮโดรเจนและวัสดุจับคาร์บอนไดออกไซด์ [ 11 ] และ [ 12 ] และดูดซับสำหรับการกำจัดไอออนโลหะ [ 13 ] .

หลายวิธีสามารถเตรียมซิลิกาที่มีโครงสร้างรูพรุนจากแกลบ [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] kalapathy et al .[ 17 ] ตรวจสอบซีโรเจลรูปแบบใช้แกลบเป็นวัตถุดิบ ละลายกับโซเดียม ไฮดรอกไซด์ พวกเขาพบว่า กรดจึงเริ่มต้นซักผ้าของเถ้าแกลบและน้ำล้างสุดท้ายของซีโรเจลมีประสิทธิภาพเพิ่มความบริสุทธิ์ของซิลิกา ตัวอย่าง ต่อไปนี้เป็นกรดและขั้นตอน , Zhang et al . [ 18 ] ใช้แกลบเป็นสารตั้งต้น ,ได้รับพิสิฐซิลิกาที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 30 – 200 nm โดยเผาก่อนปฏิบัติ ตัวอย่างในอากาศที่นิ่ง การศึกษาล่าสุดได้ผลิตอนุภาคนาโนซิลิกาแกลบโดยการใช้เชื้อรา Fusarium oxysporum [ 19 ] หรือผ่านกระบวนการย่อยโดยใช้ไบโอเวิร์ม [ 20 ] วิฑูรย์ et al .[ 21 ] ใช้เถ้าแกลบเป็นวัตถุดิบ และ ไคโตซานเป็นแม่แบบเพื่อเตรียมไบโมดอลพรุนซิลิกา ผลิตภัณฑ์ประกอบด้วยรูหนอนเหมือน mesopores และ macropores หาได้จากการเอาไคโตซานแม่แบบ

แม้ว่าวรรณกรรมที่มีอยู่ในปรากฏการณ์ทางกายภาพและทางเคมีของซิลิกาที่ผลิตจากโซเดียมซิลิเกตที่ตกตะกอนด้วยกรดมีค่อนข้างน้อยในการใช้เงื่อนไขกระบวนการลึกลงไปในพื้นผิวของผลิตภัณฑ์และลักษณะของรูขุมขน งานวิจัยนี้ศึกษาผลของกรดในการรักษาความเข้มข้นของโซเดียมซิลิเกตเจลาตินค่า pH , อุณหภูมิ , อายุ และอายุเวลา ลักษณะพื้นผิวของตัวอย่างการปรับเงื่อนไขการเป็นเนื้อเดียวกันและนาโนซิลิกาผงงานวิจัยนี้กล่าวถึงประสิทธิผลของน้ำล้างในการควบคุมความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ งานนี้ได้ซิลิกาโดยใช้โซเดียมซิลิเกตเส้นทางตามด้วยกรดด้วยเทคนิค งานที่แล้วของเรามีคุณสมบัติพื้นฐานสำหรับซิลิกาบริสุทธิ์ผงที่ผลิตจากแกลบโดยใช้กระบวนการเผาไหม้ [ 22 ] และ [ 23 ] การศึกษานี้ยังคงทำงานก่อนหน้าการพัฒนากระบวนการสกัดอุณหภูมิได้ซิลิกาที่มีพื้นที่ผิวสูงและไม่มีสารปรุงแต่งใดๆ เพื่อหลีกเลี่ยงกระบวนการเผาที่อุณหภูมิสูง . นี้เป็นวิธีที่ง่าย ราคาถูก และใช้วิธีที่เหมาะสำหรับการผลิตมวล สารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ตรวจสอบหลายรูปแบบของการวิเคราะห์ รวมถึงสนามใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนสแกนเอ็กซ์เรย์ดิฟแฟรกโทมิเตอร์ , ,สฟอร์อินฟราเรดสเปกโตรมิเตอร์ inductivity คู่สเปกโตรมิเตอร์มวลพลาสมาวิเคราะห์ วิเคราะห์องค์ประกอบและเทอร์โมกราวิเมตริก , วิเคราะห์พื้นที่ผิว ผลการศึกษาจะเป็นประโยชน์เพื่อเพิ่มการใช้ทรัพยากรสีเขียวจากวัสดุชีวมวล ตลอดจนการผลิตผงนาโนซิลิกาที่มีคุณค่า