917 resultados para Hybrid organic-inorganic mesoporous materials


Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Organic-inorganic hybrid membranes are prepared from Nafion and acid functionalized aluminosilicate with varying structures and surface areas. Acid-functionalized mesostructured aluminosilicate with cellular foam framework (Al-MSU-F type) of surface area 463 m(2) g(-1), acid-functionalized aluminosilicate molecular sieves (Al-HMS type) of surface area 651 m(2) g(-1) and acid-functionalized mesostructured aluminosilicate with hexagonal network (Al-MCM-41 type) of surface area 799 m(2) g(-1) have been employed as potential filler materials to form hybrid membranes with Nafion. The structural behavior, water uptake, ion-exchange capacity, proton conductivity and methanol permeability of the hybrid membranes are extensively investigated. Direct methanol fuel cells (DMFCs) with Al-HMS-Nafion and Al-MCM-41-Nafion hybrid membranes deliver respective peak power-densities of 170 mW cm(-2) and 246 mW cm(-2), while a peak power-density of only 48 mW cm(-2) is obtained for the DMFC employing pristine recast-Nafion membrane under identical operating conditions. The unique properties associated with hybrid membranes could be exclusively attributed to the presence of pendant sulfonic-acid groups in the filler materials, which provide proton-conducting pathways between the filler and matrix in the hybrid membranes, and facilitate proton transport with adequate balance between proton conductivity and methanol permeability. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Hybrid bulk heterojunction solar cells based on blend of poly(3-hexylthiophene) (P3HT) and TiO2 nanotubes or dye(N719) modified TiO2 nanotubes were processed from solution and characterized to research the nature of organic/inorganic hybrid materials. Compared with the pristine polymer P3HT and TiO2 nanoparticles/P3HT solar cells, the TiO2 nanotubes/P3HT hybrid solar cells show obvious performance improvement, due to the formation of the bulk heterojunction and charge transport improvement. A further improvement in the device performance can be achieved by modifying TiO2 nanotube surface with a standard dye N719 which can play a role in the improvement of both the light absorption and charge dissociation. Compared with the non-modified TiO2 nanotubes solar cells, the modified ones have better power conversion efficiency under 100 mW/cm(2) illumination with 500W Xenon lamp. (C) 2008 Elsevier B. V. All rights reserved.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Monomers of methacrylate with various pi -conjugated pendants were designed and prepared in our laboratory, The monomer with suitable end-group was successfully assembled with nano-scale inorganic particles to form an orderly-aligned structure that showed special optical properties, both absorption and emission band were much red-shifted compared with the monomer, A new type of organic/inorganic hybrid materials was obtained by in situ polymerization of the assembly, The hybrid materials could also show special optical properties as the assembly, This might open a new route to tune the emission color.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

The tertiary lanthanide complexes [Ln(hfth)(3)phen] (Ln=Er, Nd, Yb, Sm) and [Pr(tfnb)(3)phen] have been Successfully covalently attached in the ordered SBA-15 mesoporous materials via a functionalized 1,10-phenanthroline group 5-(N,N-bis-3-(triethoxysilyl)propyl)ureyl-1,10-phenanthroline (Phen-Si). The derivative materials [denoted as Ln(hfth)(3)phen-S15 and Pr(tfnb)(3)phen-S15; Ln=Er, Yb, Nd, Sm; hfth=4,4,5,5,6,6,6-heptafluoro-1-(2-thienyl)hexane-1,3-dionate; tfnb=4,4,4-trifluoro-1-(2-naphthyl)-1,3-butanedionate] were characterized by powder X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and N-2 adsorption/desorption.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Two new silica-based organic-inorganic hybrid materials (B104SGs and O104SGs) doped with a binary mixture of imidazolium and phosphonium ionic liquids have been synthesized and used as sorbents in batch system for rare earths (RE) separation. Imidazolium ionic liquids 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (C(4)mim(+)PF(6)(-)) or 1-octyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (C(8)mim(+)PF(6)(-)) acted as porogens to prepare porous materials and additives to stabilize extractant within silica gel.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Two beta-diketones 4,4,4-trifluoro-1-2-thenoyl-1,3-butanedione (Htta) and 4,4,4-trifluoro-1-(2-naphthyl)-1,3-butanedione (Htfnb), which contain trifluoroalkyl chain, were selected as the main sensitizer for synthesizing Tm(L)(3)phen (L = tta, tfnb) complexes. The two near-infrared (NIR) luminescent thulium complexes have been covalently bonded to the ordered mesoporous material MCM-41 via a functionalized 1,10-phenanthroline (phen) group 5-(N,N-bis-3-(triethoxysilyl)propyl)ureyl-1,10-phenanthroline (phen-Si) [The resultant mesoporous materials are denoted as Tm(L)(3)phen-MCM-41 (L = tta, tfnb)]. The Tm(L)(3)phen-MCM-41 (L = tta, tfnb) mesoporous materials were characterized by small-angle Xray diffraction (XRD) and N-2 adsorption/desorption, and they show characteristic mesoporous structure of MCM-41.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

An amperometric biosensor for monitoring phenols in the organic phase was constructed by the silica sol-gel immobilization of tyrosinase on a glassy carbon electrode. The organic-inorganic hybrid materials with different sol-gel precursors and polymers were optimized, and the experimental conditions, such as the effect of the solvent, operational potential and enzyme loading were explored for the optimum analytical performance of the enzyme electrode. The biosensor can reach 95% of steady-state current in about 18 s, and the trend in the sensitivity of different phenols is as follows: catechol > phenol >p-cresol. In addition, the apparent Michaelis-Menten constants (K-m(app)) and the stability of the enzyme electrode were discussed. (C) 2000 Elsevier Science S.A. All rights reserved.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Poly(epsilon -caprolactone) (PCL) and silica (SiO2) organic-inorganic hybrid materials have been synthesized by the sol-gel method. The crystallization behavior of PCL in silica networks has been investigated using differential scanning calorimetry (DSC) and scanning electron microscopy (SEM). The degree of PCL crystallinity in PCL/SiO2 hybrid networks reduces with increase of SiO2. PCL is in an amorphous state when the concentration of PCL is lower than 40wt% in the hybrid system. The melting point of PCL in the networks is lower than, but close to that of pure PCL. WAXD and SEM results show that the crystalline behavior of PCL in PCL/SiO2 hybrid system is strictly confined. (C) 2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

The surfactant assistant syntheses of sulfonic acid functionalized periodic mesoporous organosilicas with large pores are reported. A one-step condensation of tetramethoxysilane (TMOS) with 1,2-bis(trimethoxysilyi)ethane (BTME) and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTMS) in highly acidic medium was performed in the presence of triblock copolymer Pluronic P123 and inorganic salt as additive. During the condensation process, thiol (-SH) group was in situ oxidized to sulfonic acid (-SO3H) by hydrogen peroxide (30 wt % H2O2). X-ray diffraction studies along with nitrogen and water sorption analyses reveal the formation of stable, highly hydrophobic, and well-ordered hexagonal mesoscopic structures in a wide range of -CH2CH2-concentrations in the mesoporous framework. The resultant materials were also investigated by Si-29 MAS and C-13 CP MAS NMR, thermogravimetric analyses, UV-Raman spectroscopy, and FT-IR spectroscopy. The role of the bridged organic group on the hydrothermal stability of the mesoporous materials was established, which revealed an enhancement in hydrothermal stability of the materials with incorporation of the bridged organic groups in the network. The catalytic performance of -SO3H functionalized mesoporous materials was investigated in the esterification of ethanol with acetic acid, and the results demonstrate that the ethane groups incorporated in the mesoporous framework have a positive influence on the catalytic behavior of the materials.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Metal organic frameworks (MOFs) are highly porous materials that can store significant amounts of gas, including nitric oxide. The chemical composition and toxicology of many (but not all) of these materials makes them potentially suitable for medical applications. In this paper, we will describe how triggered release methods can be used to deliver biologically relevant amounts of NO and then show how Ni, Co and Cu-containing MOFs are biologically active materials with potential applications in several different areas (anti-thrombosis, dermatology and wound healing, anti-bacterial, vasodilation etc.). We will also discuss the pros and cons of MOFs, including their chemical and biological stability and the toxicology of MOFs in general. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

O presente trabalho teve como principal objectivo estudar a modificação química heterogénea controlada de fibras de celulose com diferentes reagentes de modo a alterar as suas propriedades de superfície, em especial em termos da criação de um carácter hidrofóbico e lipofóbico, preservando, sempre que possível, as suas propriedades mecânicas e, consequentemente, abrindo novas perspectivas de aplicação. O desenvolvimento do trabalho envolveu três abordagens principais, envolvendo, em cada caso, o estudo de diferentes condições reaccionais. Na primeira abordagem foram utilizados como reagentes de modificação compostos perfluorados, nomeadamente o anidrido trifluoroacético (TFAA), o cloreto de 2,3,4,5,6-pentafluorobenzoílo (PFBz) e o cloreto de 3,3,3- trifluoropropanoílo (TFP), para promover a acilação heterogénea da superfície das fibras. A segunda estratégia usada consistiu na preparação de híbridos de celulose do tipo orgânico-inorgânico classe-II, através da modificação das fibras de celulose com o (3-isocianatopropil)trietoxissilano (ICPTEOS), um reagente organossilano bifuncional. A ligação às fibras de celulose foi efectuada através das funções isocianato e, posteriormente, os grupos etoxissilano foram sujeitos a tratamentos de hidrólise ácida, como tal ou na presença de outros siloxanos, nomeadamente o tetraetoxissilano (TEOS) e o 1H,1H,2H,2Hperfluorodeciltrietoxissilano (PFDTEOS). Finalmente, a última abordagem foi baseada na modificação das fibras com triclorometilssilano (TCMS), através de uma reacção gás-sólido, que dispensou assim o uso de solventes orgânicos. A ocorrência de modificação química foi em cada caso confirmada por Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier e Reflectância Total Atenuada (FTIR-ATR), Análise Elementar (EA) e determinação de ângulos de contacto. Adicionalmente, e dependendo de cada caso específico, diversas outras técnicas foram empregues na caracterização aprofundada dos materiais preparados, nomeadamente Ressonância Magnética Nuclear CPMAS no Estado Sólido (RMN), Espectroscopia de Difracção de Raios-X (XRD), Análise Termogravimétrica (TGA), Espectrometria de Massa de Iões Secundários com Análise de Tempo de Vôo (ToF-SIMS), Espectroscopia Fotoelectrónica de Raios-X (XPS) e Microscopia Electrónica de Varrimento (SEM). Relativamente à acilação das fibras de celulose com reagentes perfluorados, o sucesso da reacção foi comprovado por FTIR-ATR, EA, XPS e ToF-SIMS. Neste contexto, obtiveram-se fibras modificadas possuindo graus de substituição (DS) compreendidos entre 0.006 e 0.39. Verificou-se por XRD que, em geral, mesmo para os valores de DS mais elevados, a cristalinidade das fibras não foi afectada, indicando que a modificação foi limitada às camadas mais superficiais das mesmas ou a regiões amorfas das suas camadas mais internas. Adicionalmente, observou-se por ToF-SIMS que a distribuição dos grupos perfluorados à superfície das fibras foi, de facto, bastante heterogénea. Todos os derivados de celulose perfluorados apresentaram elevada hidrofobicidade e lipofobicidade, tendo-se atingido ângulos de contacto com água e diiodometano de 126º e 104º, respectivamente. Um aspecto interessante relativo a estes materiais é que a elevada omnifobicidade foi observada mesmo para valores de DS muito reduzidos, não se mostrando significativamente afectada pelo aumento dos mesmos. Em consonância, verificou-se por XPS que a cobertura da superfície das fibras de celulose com grupos perfluorados aumentou apenas ligeiramente com o aumento do DS, apontando para a esterificação de camadas mais internas das fibras, associada, neste caso, predominantemente aos seus domínios amorfos. No que diz respeito à estabilidade hidrolítica destes derivados, obtiveram-se dois tipos distintos de comportamento. Por um lado, as fibras de celulose trifluoroacetiladas são facilmente hidrolisáveis em meio neutro, e, por outro, as fibras pentafluorobenzoiladas e trifluoropropanoiladas mostram-se bastante resistentes face a condições de hidrólise em meio neutro e ácido (pH 4), podendo, contudo, ser facilmente hidrolisadas em meio alcalino (pH 9 e 12, para derivados do PFBz e do TFP, respectivamente). Na segunda abordagem verificou-se a ocorrência de reacção por FTIR-ATR e EA. Em geral, a modificação química com ICPTEOS ocorre predominantemente nas zonas mais superficiais das fibras de celulose ou em regiões amorfas. Contudo, em condições reaccionais mais severas (maior quantidade de reagente e tempo de reacção), esta atingiu também regiões cristalinas, afectando, consequentemente, a estrutura cristalina das fibras, como verificado por XRD. Por RMN de 29Si observou-se que após reacção com o ICPTEOS já existiam indícios de alguma hidrólise dos grupos etoxissilano, e que a sua subsequente condensação parcial tinha levado à formação de uma película inorgânica em redor das fibras (verificado por SEM), constituída maioritariamente por estruturas lineares, com uma contribuição mais modesta de estruturas “diméricas” e outras mais ramificadas. Consequentemente, este revestimento inorgânico transformou as fibras de celulose em materiais híbridos com elevada hidrofobicidade (ângulos de contacto com água entre 103-129º). A hidrólise ácida dos restantes grupos etoxissilano, como tal ou na presença de TEOS, originou híbridos de celulose com elevada hidrofilicidade, sendo impossível medirem-se os ângulos de contacto com água dos produtos finais, devido à presença maioritária de grupos silanol (Si-OH) e ligações Si-O-Si à superfície, os quais contribuíram para o consequente aumento de energia de superfície. No entanto, quando a hidrólise foi realizada na presença de PFDTEOS, obtiveram-se materiais híbridos com elevada hidrofobicidade e lipofobicidade (ângulos de contacto com água e diiodometano de 140º e 134º, respectivamente), devido à combinação da presença de grupos perfluorados e micro- e nano-rugosidades na superfície das fibras de celulose, conforme confirmado por SEM. Finalmente, a última abordagem permitiu preparar materiais derivados de celulose altamente hidrofóbicos e lipofóbicos (ângulos de contacto com água e diiodometano de 136º e 109º, respectivamente) por um processo simples, envolvendo tempos de tratamento tão curtos como 0.5 min. Este comportamento omnifóbico foi gerado pelo efeito sinergético entre a diminuição de energia de superfície das fibras, devido à presença de grupos metilo dos resíduos de TCMS ligados a estas, e a condensação dos resíduos de TCMS na forma de micro- e nano-partículas inorgânicas, que levou à criação de um revestimento rugoso à superfície das fibras, conforme observado por RMN de 29Si e SEM, respectivamente. A pré-humidificação das fibras de celulose demonstrou desempenhar um importante papel de “acelerador” dos processos de hidrólise e condensação das moléculas de TCMS. Nestas condições, o tempo de tratamento foi um dos parâmetros mais relevantes, pois para tempos de tratamento muito curtos (0.5 min) os materiais resultantes não apresentaram quaisquer diferenças a nível de propriedades físico-químicas em relação ao substrato de partida (a humidade em excesso consumiu todo o TCMS antes que este conseguisse reagir com os grupos hidroxilo das fibras de celulose), possuindo, por exemplo, valores de ângulos de contacto com água idênticos. Para tempos de tratamento mais longos, como 30 min, os materiais finais apresentaram a maior quantidade de componentes inorgânicos, tal como verificado por EA e TGA. Assim, o controlo da humidade das fibras é imperativo para se poder moldar as propriedades finais dos produtos. Esta última abordagem é particularmente promissora uma vez que tem como base um sistema simples e “verde” que pode ser facilmente implementado. Em conclusão, este trabalho permitiu demonstrar que a modificação química heterogénea controlada das fibras de celulose representa uma iniciativa promissora para a preparação de novos materiais obtidos a partir de recursos renováveis, com propriedades interessantes e passíveis de ser potencialmente aplicados em diferentes áreas. Para além do mais, as estratégias de modificação estudadas podem também ser precursoras de novos estudos que possam vir a ser desenvolvidos dentro do mesmo âmbito.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Polysilsesquioxanes containing methacrylate pendant groups were prepared by the sol-gel process through hydrolysis and condensation of (3-methacryloxypropyl)trimethoxysilane (MPTS) dissolved in a methanol/methyl methacrylate (MMA) mixture. The effects of different water, MMA, and methanol contents, as well as of pH, on the nanoscopic and local structures of the system, at advanced stages of the condensation reaction, were studied by small-angle X-ray scattering (SAXS) and (29)Si nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, respectively. SAXS results indicate that the nanoscopic features of the hybrid sol could be described by a hierarchical model composed of two levels, namely (i) silsesquioxane (SSQO) nanoparticles Surrounded by the methacrylate pendant groups and the methanol/MMA mixture. and (ii) aggregation zones or islands containing correlated SSQO nanoparticles, embedded in the liquid medium. The (29)Si NMR results Show that the inner Structures of SSQO nanoparticles produced at pH 1 and 3 were built Up of polyhedral structures. mainly cagelike octamers and small linear oligomers, respectively. Irrespective of MMA and methanol contents, for a [H(2)O]/[MPTS] ratio higher than or equal to 1, the SSQO nailoparticles produced at pH I exhibit an average condensation degree (CD approximate to 69-87%) and average radius of gyration (R(g) approximate to 2.5 angstrom) larger than those produced at pH 3 (CD approximate to 48-67% and R(g) approximate to 1.5 angstrom). Methanol appears to act as a redispersion agent, by decreasing the number of particles inside the aggregation zones, while the addition of MMA induces a swelling of the aggregation zones.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

We investigate from first principles the electronic and transport properties of hybrid organic/silicon interfaces of relevance to molecular electronics. We focus on conjugated molecules bonded to hydrogenated Si through hydroxyl or thiol groups. The electronic structure of the systems is addressed within density functional theory, and the electron transport across the interface is directly evaluated within the Landauer approach. The microscopic effects of molecule-substrate bonding on the transport efficiency are explicitly analyzed, and the oxygen-bonded interface is identified as a candidate system when preferential hole transfer is needed.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

We report the effect of solvent on the rhodamine 6G encapsuled into channels of mesoporous silica, synthesized by two-step process that gives intermediary stable hybrid micelles. Mesoporous materials have been obtained by the method that involves surfactant micelles (mainly cationic) and inorganic precursor of the structure to be obtained. MSU-X type mesoporous silica has been synthesized with polyethylene oxide surfactant as the directing-structure agent and tetraethyl orthosilicate Si(OEt)(4) as the silica source. The influence of the solvent on the encapsulation of rhodamine dye was systematically explored, specially its influence on the luminescence properties. Rhodamine 6G encapsuled into mesoporous silica channel was characterized by UV-Vis and luminescence spectroscopies, scanning electron microscopy, small angle x ray scattering and N(2) sorption-desorption. The pore size and the solvent effects into luminescence dye encapsuled into mesoporous silica channels are observed in the visible absorption and emission spectra of rhodamine 6G. The intense photo luminescence band of rhodamine 6G dye is in 500 to 600 nm region. The observed shift of the absorption and emission bands can be assigned to the effect of the solvents dielectric constant and pore size of mesoporous silica.