Preparation and characterization of ternary europium complex-doped thin sol-gel hybrid film by fluorescence spectroscopy

Ternary europium complex with dibenzoylmethane (DBM) and 1,10-phenanthroline (phen) was in-situ synthesized in thin SiO2/polyvinyl butyral (PVB) hybrid films by a two-step sol-gel process and characterized by;means of fluorescence spectroscopy. The luminescence spectra, fluorescence lifetimes and photostability were all investigated. The results showed that the hybrid films exhibited the characteristic emission bands of the Central rare earth Eu3+. In addition, Eu3+ presented longer fluorescence lifetime than in an ethanol solution and the complex had a higher photostability in the hybrid film than in the PVB film containing the corresponding pure complex.

Hybrid organic-inorganic phenyl monolithic column for capillary electrochromatography

A novel hybrid organic-inorganic silica-based monolithic column possessing phenyl ligands for reversed-phase (RP) capillary electrochromatography (CEC) is described. The monolithic stationary phase was prepared by in situ co-condensation of tetraethoxysilane (TEOS) with phenyltriethoxysilane (PTES) via a two-step catalytic sol-gel procedure to introduce phenyl groups distributed throughout the silica matrix for chromatographic interaction. The hydrolysis and condensation reactions of precursors were chemically controlled through pH variation by adding hydrochloric acid and dodecylamine, respectively. The structural property of the monolithic column can be easily tailored through adjusting the composition of starting sol solution. The effect of PTES/TEOS ratios on the morphology of the created stationary phases was investigated. A variety of neutral and basic analytes were used to evaluate the column performance. The CEC columns exhibited typical RP chromatographic retention mechanism for neutral compounds and had improved peak shape for basic solutes.

The Co-Entrapment of a Homogeneous Catalyst and an Ionic Liquid by a Sol-gel Method: Recyclable Ionogel Hydrogenation Catalysts

Molecular hydrogenation catalysts have been co-entrapped with the ionic liquid [Bmim]NTf(2) inside a silica matrix by a sot-gel method. These catalytic ionogels have been compared to simple catalyst-doped glasses, the parent homogeneous catalysts, commercial heterogeneous catalysts, and Rh-doped mesoporous silica. The most active ionogel has been characterised by transmission electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and solid state NMR before and after catalysis. The ionogel catalysts were found to be remarkably active, recyclable and resistant to chemical change.

Lanthanide-doped luminescent ionogels

Ionogels are solid oxide host networks con. ning at a meso-scale ionic liquids, and retaining their liquid nature. Ionogels were obtained by dissolving lanthanide(III) complexes in the ionic liquid 1-hexyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl) imide, [C(6)mim][Tf2N], followed by confinement of the lanthanide-doped ionic liquid mixtures in the pores of a nano-porous silica network. [C(6)mim][Ln(tta)(4)], where tta is 2-thenoyltrifluoroacetonate and Ln = Nd, Sm, Eu, Ho, Er, Yb, and [choline](3)[Tb(dpa)(3)], where dpa = pyridine-2,6-dicarboxylate (dipicolinate), were chosen as the lanthanide complexes. The ionogels are luminescent, ion-conductive inorganic-organic hybrid materials. Depending on the lanthanide(III) ion, emission in the visible or the near-infrared regions of the electromagnetic spectrum was observed. The work presented herein highlights that the confinement did not disturb the first coordination sphere of the lanthanide ions and also showed the excellent luminescence performance of the lanthanide tetrakis beta-diketonate complexes. The crystal structures of the complexes [C(6)mim][Yb(tta)(4)] and [choline](3)[Tb(dpa)(3)] are reported.

Mécanismes de déformation de nanoparticules d’Au par irradiation ionique

Résumé Dans la présente thèse, nous avons étudié la déformation anisotrope par bombardement ionique de nanoparticules d'or intégrées dans une matrice de silice amorphe ou d'arséniure d’aluminium cristallin. On s’est intéressé à la compréhension du mécanisme responsable de cette déformation pour lever toute ambigüité quant à l’explication de ce phénomène et pour avoir une interprétation consistante et unique. Un procédé hybride combinant la pulvérisation et le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma a été utilisé pour la fabrication de couches nanocomposites Au/SiO2 sur des substrats de silice fondue. Des structures à couches simples et multiples ont été obtenues. Le chauffage pendant ou après le dépôt active l’agglomération des atomes d’Au et par conséquent favorise la croissance des nanoparticules. Les nanocomposites Au/AlAs ont été obtenus par implantation ionique de couches d’AlAs suivie de recuit thermique rapide. Les échantillons des deux nanocomposites refroidis avec de l’azote liquide ont été irradiés avec des faisceaux de Cu, de Si, d’Au ou d’In d’énergie allant de 2 à 40 MeV, aux fluences s'étendant de 1×1013 à 4×1015 ions/cm2, en utilisant le Tandem ou le Tandetron. Les propriétés structurales et morphologiques du nanocomposite Au/SiO2 sont extraites en utilisant des techniques optiques car la fréquence et la largeur de la résonance plasmon de surface dépendent de la forme et de la taille des nanoparticules, de leur concentration et de la distance qui les séparent ainsi que des propriétés diélectriques du matériau dans lequel les particules sont intégrées. La cristallinité de l’arséniure d’aluminium est étudiée par deux techniques: spectroscopie Raman et spectrométrie de rétrodiffusion Rutherford en mode canalisation (RBS/canalisation). La quantité d’Au dans les couches nanocomposites est déduite des résultats RBS. La distribution de taille et l’étude de la transformation de forme des nanoparticules métalliques dans les deux nanocomposites sont déterminées par microscopie électronique en transmission. Les résultats obtenus dans le cadre de ce travail ont fait l’objet de trois articles de revue. La première publication montre la possibilité de manipuler la position spectrale et la largeur de la bande d’absorption des nanoparticules d’or dans les nanocomposites Au/SiO2 en modifiant leur structure (forme, taille et distance entre particules). Les nanoparticules d’Au obtenues sont presque sphériques. La bande d’absorption plasmon de surface (PS) correspondante aux particules distantes est située à 520 nm. Lorsque la distance entre les particules est réduite, l’interaction dipolaire augmente ce qui élargit la bande de PS et la déplace vers le rouge (602 nm). Après irradiation ionique, les nanoparticules sphériques se transforment en ellipsoïdes alignés suivant la direction du faisceau. La bande d’absorption se divise en deux bandes : transversale et longitudinale. La bande correspondante au petit axe (transversale) est décalée vers le bleu et celle correspondante au grand axe (longitudinale) est décalée vers le rouge indiquant l’élongation des particules d’Au dans la direction du faisceau. Le deuxième article est consacré au rôle crucial de la déformation plastique de la matrice et à l’importance de la mobilité des atomes métalliques dans la déformation anisotrope des nanoparticules d’Au dans les nanocomposites Au/SiO2. Nos mesures montrent qu'une valeur seuil de 2 keV/nm (dans le pouvoir d'arrêt électronique) est nécessaire pour la déformation des nanoparticules d'or. Cette valeur est proche de celle requise pour la déformation de la silice. La mobilité des atomes d’Au lors du passage d’ions est confirmée par le calcul de la température dans les traces ioniques. Le troisième papier traite la tentative de formation et de déformation des nanoparticules d’Au dans une matrice d’arséniure d’aluminium cristallin connue pour sa haute résistance à l’amorphisation et à la déformation sous bombardement ionique. Le résultat principal de ce dernier article confirme le rôle essentiel de la matrice. Il s'avère que la déformation anisotrope du matériau environnant est indispensable pour la déformation des nanoparticules d’or. Les résultats expérimentaux mentionnés ci-haut et les calculs de températures dans les traces ioniques nous ont permis de proposer le scénario de déformation anisotrope des nanoparticules d’Au dans le nanocomposite Au/SiO2 suivant: - Chaque ion traversant la silice fait fondre brièvement un cylindre étroit autour de sa trajectoire formant ainsi une trace latente. Ceci a été confirmé par la valeur seuil du pouvoir d’arrêt électronique. - L’effet cumulatif des impacts de plusieurs ions conduit à la croissance anisotrope de la silice qui se contracte dans la direction du faisceau et s’allonge dans la direction perpendiculaire. Le modèle de chevauchement des traces ioniques (overlap en anglais) a été utilisé pour valider ce phénomène. - La déformation de la silice génère des contraintes qui agissent sur les nanoparticules dans les plans perpendiculaires à la trajectoire de l’ion. Afin d’accommoder ces contraintes les nanoparticules d’Au se déforment dans la direction du faisceau. - La déformation de l’or se produit lorsqu’il est traversé par un ion induisant la fusion d’un cylindre autour de sa trajectoire. La mobilité des atomes d’or a été confirmée par le calcul de la température équivalente à l’énergie déposée dans le matériau par les ions incidents. Le scénario ci-haut est compatible avec nos données expérimentales obtenues dans le cas du nanocomposite Au/SiO2. Il est appuyé par le fait que les nanoparticules d’Au ne se déforment pas lorsqu’elles sont intégrées dans l’AlAs résistant à la déformation.

New magnetic nano-absorbent for the determination of n-octanol/water partition coefficients

A novel and generic miniaturization methodology for the determination of partition coefficient values of organic compounds in noctanol/water by using magnetic nanoparticles is, for the first time, described. We have successfully designed, synthesised and characterised new colloidal stable porous silica-encapsulated magnetic nanoparticles of controlled dimensions. These nanoparticles absorbing a tiny amount of n-octanol in their porous silica over-layer are homogeneously dispersed into a bulk aqueous phase (pH 7.40) containing an organic compound prior to magnetic separation. The small size of the particles and the efficient mixing allow a rapid establishment of the partition equilibrium of the organic compound between the solid supported n-octanol nano-droplets and the bulk aqueous phase. UV-vis spectrophotometry is then applied as a quantitative method to determine the concentration of the organic compound in the aqueous phase both before and after partitioning (after magnetic separation). log D values of organic compounds of pharmaceutical interest (0.65-3.50), determined by this novel methodology, were found to be in excellent agreement with the values measured by the shake-flask method in two independent laboratories, which are also consistent with the literature data. It was also found that this new technique gives a number of advantages such as providing an accurate measurement of log D value, a much shorter experimental time and a smaller sample size required. With this approach, the formation of a problematic emulsion, commonly encountered in shake-flask experiments, is eliminated. It is envisaged that this method could be applicable to the high throughput log D screening of drug candidates. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Solid supported micellar analysis: some syntheses and characterisations

A synthetic method for chemically tethering organic based surfactant molecules and fluorous surfactant molecules onto a high surface and pore volume silica has been developed. It is shown that heterogenisation of a simple water-soluble ions (i.e. molybdate ion and Co2+) can be accomplished onto these composite materials. They display an excellent activity and selectivity for oxidation of organic molecules in bulk organic solvent or in supercritical CO2. Characterisations indicate that catalysis occurs within the surface supported surfactant assemblies (chemically tethered reversed micelles) in the porous silica structure. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Determination of malic acid in real samples by using enzyme immobilized reactors and amperometric detection

The malate dehydrogenase (MDH) and ascorbate oxidase were immobilized independently, onto silanized controlled porous silica and packed in a tygon tube. The reactors were inserted in the flow system, and the malic acid was determined by measurement of NADH produced by enzymatic reaction. The NADH was reoxidized in a wall jet cell that consisted of spectrographic graphite, Ag/AgCl, KCl(sat), and steel needle as work, reference, and counter electrodes, respectively. The current intensities were measured at 390 mV. The malate calibration curve shows a linear range from 5.0 x 10(-6) to 1.0 x 10(-4) molL(-1), the lifetime was 40 analyses, after that a decrease of 20% on the response is observed. Three different citric juices were analyzed and a good correlation between the proposed method and spectrophotometric commercial kit were obtained.

Preparation and characterization of erbium and ytterbium co-doped sol-gel SiO2 : HfO2 films for planar waveguides

This work reports on the preparation of erbium and ytterbium co-doped SiO2:HfO2 single mode planar waveguides using the sol-gel method. Silica nanoparticles were prepared from tetraethylorthosilicate in basic media and the films were characterized by transmission electron microscopy, scanning electron microscopy, mechanical profilometry, M-lines spectroscopy based on prism coupling technique, X-ray diffractometry, infrared spectroscopy and photoluminescence spectroscopy. The film thicknesses and the refractive indexes were adjusted in order to satisfy a future efficient coupling to single mode optical fiber. Films suitable for both weak and strong light confinement were prepared varying hafnia concentration into the silica matrix. The lifetime values of erbium I-4(13/2) state were measured in order to investigate the influence of clustering and hydroxyl groups on the fluorescence quantum efficiency of the I-4(13/2) level, responsible for the emission at 1.55 mu m attributed to the I-4(13/2) -> I-4(15/2) transition. The high lifetime values suggest the absence of erbium clusters and the elimination of hydroxyl groups by rapid thermal process. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Estudo da fotossensibilidade de materiais híbridos de sílica dopados com heteropoliânions de tungstênio

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Micro-extração em fase sólida de Cu(II) e Cd(II) em meio aquoso utilizando sílica organicamente modificada para quantificação por espectrometria de absorção atômica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Imobilização da inulinase de Klyveromyces marxianus var. bulgaricus ATCC 16045: caracterização e produção de açúcar invertido em biorreator

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Ancoragem de complexos de rutênio com ligantes siliados em sílica mesoporosa obtida via pirólise de spray

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Preparação e caracterização estrutural de aerogéis de sílica com diferentes concentrações de F127

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Efeito da infiltração de sílica pelo método sol-gel na resistência à flexão de bicamadas de porcelana e Y-TZP

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)