Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Jul 2023)
Synthesis of aluminum-mesoporous MCM-41 humidity control material from thin-film transistor liquid crystal display waste glass and sandblasting waste and its application
Abstract
The preparation of an aluminum-mesoporous A1-MCM-41 humidity control material (Al-MHCM) by hydrothermally synthesizing a mixture of thin-film transistor liquid crystal display (TFT-LCD) waste glass and sandblasting (SB) waste was studied. The product has a typical mesoporous structure, with a specific surface area of up to 1013 m2/g, the pore size distribution calculated is 3–4 nm, and the pore volume of 0.97 cm3/g. All the aluminum atoms of the product are in the form of tetrahedral aluminum in the framework, which confirms the successful synthesis of Al-MHCM. Results show that when the hydrothermal synthesis temperature is 105 °C, the product synthesized from a mixture with a Si/Al molar ratio of 41.8 exhibits excellent performance (91.45 m3/m3) in terms of the equilibrium moisture content and moisture adsorption capacity. The results confirm that the equilibrium moisture content of Al-MHCM is better than the rape straw concrete and hemp concrete (9.8–17.8 m3/m3), and that of a diatomite/ground calcium carbonate composite aterial (11.7 m3/m3). The research results are expected to provide a new technology for synthesizing TFT-LCD waste glass and SB waste into novel high value-added humidity control materials. Resumen: Se estudió la preparación de un material de control de humedad de aluminio-mesoporoso A1-MCM-41 (Al-MHCM) mediante la síntesis hidrotermal de una mezcla de vidrio de desecho de pantalla de cristal líquido de transistor de película delgada (TFT-LCD) y desechos de arenado (SB). El producto tiene una estructura mesoporosa típica, con una superficie específica de hasta 1013 m2/g, la distribución del tamaño de poro calculada es de 3-4 nm y el volumen de poro de 0,97 cm3/g. Todos los átomos de aluminio del producto están en forma de aluminio tetraédrico en la estructura, lo que confirma la síntesis exitosa de Al-MHCM. Los resultados muestran que cuando la temperatura de síntesis hidrotermal es de 105 °C, el producto sintetizado a partir de una mezcla con una relación molar Si/Al de 41,8 presenta un excelente rendimiento (91,45 m3/m3) en términos de contenido de humedad de equilibrio y capacidad de adsorción de humedad. Los resultados confirman que el contenido de humedad de equilibrio de Al-MHCM es mejor que el hormigón de paja de colza y el hormigón de cáñamo (9,8–17,8 m3/m3), y que el de un material compuesto de diatomita/carbonato de calcio molido (11,7 m3/m3). Se espera que los resultados de la investigación proporcionen una nueva tecnología para sintetizar residuos de vidrio TFT-LCD y residuos SB en nuevos materiales de control de humedad de alto valor añadido.
