Name: facile preparation of ultrafine aluminum hydroxide particles with or without mesoporous mcm-41 in ambient environments
Uploaded: 2017-05-11T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Facile Preparation of Ultrafine Aluminum Hydroxide Particles with or without Mesoporous MCM-41 in Ambient Environments at JoVE.com

Авторы выражают благодарность доктору Томасу Дж. Эджу и Вэй Лю из Университета Рутгерса за их анализ и экспертизу в области малоугловой дифракции рентгеновских лучей и порошковой дифракции рентгеновских лучей. Кроме того, авторы признают Хао Ванга за его поддержку экспериментами по адсорбции N 2 .

1. Синтез наночастиц Al (OH) 3 <ol><li> Растворяют 1,40 г гексагидрата хлорида алюминия в 5,822 г деионизированной воды. </li><li> Добавляют 2,778 г L-аргинина к водному раствору хлорида алюминия при перемешивании магнитной мешалкой. Добавляют L-аргинин медленно, так что добавленный аргинин раствор...

<ol>
	<li>Laden, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Antiperspirants and Deodorants. , (1999).</li><li>Kumara, C. K., Ng, W. J., Bandara, A., Weerasooriya, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanogibbsite:+Synthesis+and+characterization.">Nanogibbsite: Synthesis and characterization.</a> J. Colloid Interface Sci. 352 (2), 252-258 (2010).</li><li>Demichelis, R., Noel, Y., Ugliengo, P., Zicovich-Wilson, C. M., Dovesi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physico-Chemical+Features+of+Aluminum+Hydroxides+As+Modeled+with+the+Hybrid+B3LYP+Functional+and+Localized+Basis+Functions.">Physico-Chemical Features of Aluminum Hydroxides As Modeled with the Hybrid B3LYP Functional and Localized Basis Functions.</a> J.Phys. Chem. C. 115 (27), 13107-13134 (2011).</li><li>Elderfield, H., Hem, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+of+crystalline+structure+in+aluminum+hydroxide+polymorphs+on+ageing.">The development of crystalline structure in aluminum hydroxide polymorphs on ageing.</a> Mineral. Mag. 39, 89-96 (1973).</li><li>Wang, S. L., Johnston, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assignment+of+the+structural+OH+stretching+bands+of+gibbsite.">Assignment of the structural OH stretching bands of gibbsite.</a> Am. Mineral. 85, 739-744 (2000).</li><li>Balan, E., Lazzer, M., Morin, G., Mauri, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=First-principles+study+of+the+OH-stretching+modes+of+gibbsite.">First-principles study of the OH-stretching modes of gibbsite.</a> Am. Mineral. 91 (1), 115-119 (2006).</li><li>Scherrer, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bestimmung+der+Grosse+und+der+inneren+Struktur+von+Kolloidteilchen+mittels+Rontgenstrahlen+.">Bestimmung der Grosse und der inneren Struktur von Kolloidteilchen mittels Rontgenstrahlen .</a> Gottingen. 26, 98-100 (1918).</li><li>Langford, J. I., Wilson, A. J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scherrer+after+sixty+years:+a+survey+and+some+new+results+in+the+determination+of+crystallite+size.">Scherrer after sixty years: a survey and some new results in the determination of crystallite size.</a> J. Appl. Cryst. 11 (2), 102-113 (1978).</li><li>Swaddle, T. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetic+Evidence+for+Five-Coordination+in+AlOH(aq)2++Ion.">Kinetic Evidence for Five-Coordination in AlOH(aq)2+ Ion.</a> Science. 308 (5727), 1450-1453 (2005).</li><li>Casey, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large+Aqueous+Aluminum+Hydroxide+Molecules.">Large Aqueous Aluminum Hydroxide Molecules.</a> Chem. Rev. 106 (1), 1-16 (2006).</li><li>Lutzenkirchen, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+of+Al13-Keggin+clusters+to+sapphire+c-plane+single+crystals:+Kinetic+observations+by+streaming+current+measurements.">Adsorption of Al13-Keggin clusters to sapphire c-plane single crystals: Kinetic observations by streaming current measurements.</a> Appl. Surf. Sci. 256 (17), 5406-5411 (2010).</li><li>Mokaya, R., Jones, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+post-synthesis+alumination+of+MCM-41+using+aluminum+chlorohydrate+containing+Al+polycations.">Efficient post-synthesis alumination of MCM-41 using aluminum chlorohydrate containing Al polycations.</a> J. Mater. Chem. 9 (2), 555-561 (1999).</li><li>Brunauer, S., Deming, L. S., Deming, W. E., Teller, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+a+Theory+of+the+van+der+Waals+adsorption+of+gases.">On a Theory of the van der Waals adsorption of gases.</a> J. Am. Chem. Soc. 62 (7), 1723-1732 (1940).</li><li>Kresge, C. T., Leonowicz, M. E., Roth, W. J., Vartuli, J. C., Beck, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ordered+mesoporous+molecular+sieves+synthesized+by+a+liquid-crystal+template+mechanism.">Ordered mesoporous molecular sieves synthesized by a liquid-crystal template mechanism.</a> Nature. 359 (6397), 710-712 (1992).</li><li>Zeng, Q., Nekvasil, H., Grey, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proton+Environments+in+Hydrous+Aluminosilicate+Glasses:+A+1H+MAS,+1H/27Al,+and+1H/23Na+TRAPDOR+NMR+Study.">Proton Environments in Hydrous Aluminosilicate Glasses: A 1H MAS, 1H/27Al, and 1H/23Na TRAPDOR NMR Study.</a> J. Phys. Chem. B. 103 (35), 7406-7415 (1999).</li><li>Kao, H. M., Grey, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+the+Bronsted+and+Lewis+acidity+of+zeolite+HY:+A+1H/27Al+and+15N/27Al+TRAPDOOR+NMR+study+of+mono-methylamine+adsorbed+on+HY.">Probing the Bronsted and Lewis acidity of zeolite HY: A 1H/27Al and 15N/27Al TRAPDOOR NMR study of mono-methylamine adsorbed on HY.</a> J. Phys. Chem. 100 (12), 5105-5117 (1996).</li><li>DeCanio, E. C., Edwards, J. C., Bruno, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solid-state+1H+MAS+NMR+characterization+of+&#947;-alumina+and+modified+&#947;-aluminas.">Solid-state 1H MAS NMR characterization of &#947;-alumina and modified &#947;-aluminas.</a> J. Catal. 148 (1), 76-83 (1994).</li><li>Shafran, K. L., Deschaume, O., Perry, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+static+anion+exchange+method+for+generation+of+high+purity+aluminium+polyoxocations+and+monodisperse+aluminum+hydroxide+nanoparticles.">The static anion exchange method for generation of high purity aluminium polyoxocations and monodisperse aluminum hydroxide nanoparticles.</a> J. Mater. Chem. 15 (33), 3415-3423 (2005).</li><li>Vogels, R. J. M. J., Kloprogge, J. T., Geus, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Homogeneous+forced+hydrolysis+of+aluminum+through+the+thermal+decomposition+of+urea.">Homogeneous forced hydrolysis of aluminum through the thermal decomposition of urea.</a> J. Colloid Interface Sci. 285 (1), 86-93 (2005).</li></ol>

Приготовление водного раствора хлорида алюминия приводило к использованию кристаллической гексагидратной соли хлорида алюминия. Хотя безводная форма также может быть использована, она не является предпочтительной из-за ее значительных гигроскопических свойств, которые затрудняют ...

Материалы, изготовленные из гидроксида алюминия, являются перспективными кандидатами на различные промышленные применения, в том числе в области катализа, фармацевтики, водоподготовки и косметики. 1 , 2 , 3 , 4 При повышенных температурах гидроксид алюминия поглощает значительное количество тепла во время разложения с получением глинозема (Al 2 O 3 ), что делает его полезным огнезащитным агентом. 5 Изучены четыре известных полиморфа гидроксида алюминия ( например , гиббсит, байерит, нордстрандит и дойлейт) с использованием вычислительных и экспериментальных методов, чтобы улучшить наше понимание образования и его структур 6 . Получение наноразмерных частиц представляет особый интерес благодаря их способности проявлять квантовые эффекты и свойства, отличные от свойств этих частицR навалом. Частицы Nanogibbsite с размерами порядка 100 нм легко подготавливаются в различных условиях 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 . Трудно преодолеть неотъемлемые проблемы, связанные с уменьшением размера частиц; Поэтому существует лишь несколько случаев, когда частицы наногибсита имеют размеры порядка 50 нм. 14 , 15 , 16 , 17 Насколько нам известно, не было сообщений о наногибситальных частицах размером менее 50 нм. Частично это объясняется тем, что наночастицы склонны к агломерации из-за электростатической неустойчивостиИ высокая вероятность образования водородных связей между коллоидными частицами, особенно в полярных протонных растворителях. Наша цель состояла в синтезе небольших наночастиц Al (OH) 3 с использованием исключительно безопасных ингредиентов и прекурсоров. В настоящей работе ингибирование водной частицы ингибировалось включением аминокислоты ( т.е. L-аргинина) в качестве буфера и стабилизатора. Кроме того, сообщается, что содержащий гуанидиний аргинин предотвращает рост и агрегацию частиц гидроксида алюминия с получением водной коллоидной суспензии со средним размером частиц 10-30 нм. Здесь предлагается, чтобы амфотерные и цвиттерионные свойства аргинина уменьшали поверхностный заряд наночастиц гидроксида алюминия во время мягкого гидролиза, чтобы препятствовать росту частиц за пределами 30 нм. Хотя аргинин не был способен к уменьшению размера частиц менее 10 нм, такие частицы достигались за счет использования эффекта «удержания клетки» сHin мезопоры MCM-41. Характеристика композиционного материала Al-MCM-41 показала ультратонкие наночастицы гидроксида алюминия в мезопористом кремнеземе со средним размером пор 2,7 нм.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="650">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:261px;">aluminum chloride hexahydrate</td>
			<td style="width:103px;">Alfa Aesar</td>
			<td align="right" style="width:119px;">12297</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:261px;">L-arginine</td>
			<td style="width:103px;">BioKyowa</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:261px;">aluminum hydroxide</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">239186</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:261px;">Bio-Gel P-4 Gel</td>
			<td style="width:103px;">Bio-Rad</td>
			<td style="width:119px;">150-4128</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:261px;">Mesoporous siica (MCM-41 type)</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">643645</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

facile preparation of ultrafine aluminum hydroxide particles with or without mesoporous mcm-41 in ambient environments

Водную суспензию наногиббсита синтезировали титрованием алюминиевой аквакислоты [Al (H 2 O) 6 ] 3+ с L-аргинином до рН 4,6. Поскольку известно, что гидролиз водных алюминиевых солей дает широкий спектр продуктов с широким диапазоном распределений по размерам, используются самые современные приборы ( например, 27 Al / 1 H ЯМР, FTIR, ICP-OES , TEM-EDX, XPS, XRD и BET) были использованы для характеристики продуктов синтеза и идентификации побочных продуктов. Продукт, который состоял из наночастиц (10-30 нм), выделяли с использованием метода колонки с гельпроникающей хроматографией (ГПХ). Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) и дифракция рентгеновских лучей на порошке (PXRD) идентифицировали очищенный материал в виде полиморфной модификации гидроксида алюминия гиббсита. Добавление неорганических солей ( например , NaCl) индуцирует электростатическую дестабилизацию суспензии, тем самым агломерируя наночастицы с yie1d Al (OH) 3 с крупными размерами частиц. Используя описанный здесь новый синтетический метод, Al (OH) 3 был частично загружен внутри высокоупорядоченного мезопористого каркаса МСМ-41 со средними размерами пор 2,7 нм, образуя алюмосиликатный материал как с октаэдрическим, так и с тетраэдрическим Al (O h / Т d = 1,4). Общее содержание Al, измеренное с помощью энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX), составило 11% мас. / Мас. При молярном соотношении Si / Al 2,9. Сравнение объемного EDX с элементным анализом поверхностной рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) обеспечило понимание распределения Al в алюмосиликатном материале. Более того, на внешней поверхности (3.6) наблюдалось более высокое отношение Si / Al по сравнению с объемной массой (2.9). Аппроксимация соотношений O / Al показывает более высокую концентрацию групп Al (O) 3 и Al (O) 4 вблизи ядра и наружной поверхности, соответственно. Недавно разработанный синтез Al-MCM-41 даетСодержащего латентно высокий Al, при сохранении целостности упорядоченного каркаса из диоксида кремния и может быть использовано для применений, в которых предпочтительными являются гидратированные или безводные наночастицы Al 2 O 3 .

Синтез наногибсита Наногиббсит получали путем титрования AlCl 3 · 6H 2 O (14 мас.%) С L-аргинином до конечного молярного соотношения Arg / Al 2,75. Синтез частиц наногиббсита контролировался через SEC, который является широко использ?...

Watch this Scientific Journal Video about Facile Preparation of Ultrafine Aluminum Hydroxide Particles with or without Mesoporous MCM-41 in Ambient Environments at JoVE.com

Facile Preparation of Ultrafine Aluminum Hydroxide Particles with or without Mesoporous MCM-41 in Ambient Environments

Супертонкая суспензия наночастиц гидроксида алюминия была получена путем контролируемого титрования [Al (H 2 O)] 3+ с L-аргинином до рН 4,6 с и без удержания клеток-клеток в мезопористых каналах MCM-41.

Фациальная подготовка сверхтонких частиц гидроксида алюминия с или без мезопористого МСМ-41 в окружающих средах

An aqueous suspension of nanogibbsite was synthesized via the titration of aluminum aqua acid [Al(H2O)6]3+ with L-arginine to pH 4.6. Since the hydrolysis ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Particles without a Box: Brush-first Synthesis of Photodegradable PEG Star Polymers under Ambient Conditions

Частицы без коробки: Щетка-первая Синтез фотодеградируемое ПЭГ Star полимеров в условиях окружающей среды

Convenient methods for the rapid, parallel synthesis of diversely functionalized nanoparticles will enable discovery of novel formulations for drug ...

Activating Molecules, Ions, and Solid Particles with Acoustic Cavitation

Активация молекул, ионов, и твердые частицы с акустической кавитации

The chemical and physical effects of ultrasound arise not from a direct interaction of molecules with sound waves, but rather from the acoustic ...

Synthesis and Catalytic Performance of Gold Intercalated in the Walls of Mesoporous Silica

Синтез и каталитические свойства золота интеркалировании в стенах мезопористого кремния

As a promising catalytically active nano reactor, gold nanoparticles intercalated in mesoporous silica (GMS) were successfully synthesized and properties ...

Facile and Efficient Preparation of Tri-component Fluorescent Glycopolymers via RAFT-controlled Polymerization

Легким и эффективным Подготовка Tri-компонентов флуоресцентных гликополимеров помощью плот контролируется полимеризации

Synthetic glycopolymers are instrumental and versatile tools used in various biochemical and biomedical research fields. An example of a facile and ...

Construction and Systematical Symmetric Studies of a Series of Supramolecular Clusters with Binary or Ternary Ammonium Triphenylacetates

Строительство и систематические симметричные Исследования из серии супрамолекулярных кластеров с двойная или тройная аммония Triphenylacetates

Functions of clusters in nano or sub-nano scale significantly depend on not only kinds of their components but also arrangements, or symmetry, of their ...

Facile Preparation of Internally Self-assembled Lipid Particles Stabilized by Carbon Nanotubes

Facile Получение Внутренне самоорганизующейся липидов частиц, стабилизированных углеродных нанотрубок

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled ...

Facile Preparation of 4-Substituted Quinazoline Derivatives

Facile Получение 4-замещенных производных хиназолина

Reported in this paper is a very simple method for direct preparation of 4-substituted quinazoline derivatives from a reaction between substituted ...

Visualization of Ambient Mass Spectrometry with the Use of Schlieren Photography

Визуализация Ambient масс-спектрометрии с использования шлирен Фото

This manuscript outlines how to visualize mass spectrometry ambient ionization sources using schlieren photography. In order to properly optimize the mass ...

Facile Synthesis of Worm-like Micelles by Visible Light Mediated Dispersion Polymerization Using Photoredox Catalyst

Facile Синтез червеобразных мицелл с помощью видимого света опосредованного дисперсионной полимеризации с использованием Photoredox Catalyst

Presented herein is a protocol for the facile synthesis of worm-like micelles by visible light mediated dispersion polymerization. This approach begins ...

Facile Preparation of (2Z,4E)-Dienamides by the Olefination of Electron-deficient Alkenes with Allyl Acetate

Facile Preparation of 2Z,4E-Dienamides by the Olefination of Electron-deficient Alkenes with Allyl Acetate

Подготовка фаски (2<em&gt; Z</em&gt; 4<em&gt; E</em&gt;) - Диенамиды путем олефинирования электронно-дефицитных алкенов с аллилацетатом

Direct cross-coupling between two alkenes via vinylic C-H bond activation represents an efficient strategy for the synthesis of butadienes with high ...