Summary
En ultrafine aluminiumhydroxid nanopartikelsuspension blev fremstillet via den kontrollerede titrering af [Al (H20)] 3+ med L-arginin til pH 4,6 med og uden bur-effektindeslutning inden for mesoporøse kanaler af MCM-41.
Abstract
En vandig suspension af nanogibbsite blev syntetiseret via titrering af aluminium-aqua-syre [Al (H20) 6 ] 3+ med L-arginin til pH 4,6. Da hydrolysen af vandige aluminiumsalte er kendt for at fremstille et bredt udvalg af produkter med en bred vifte af størrelsesfordelinger, er der en række avancerede instrumenter ( dvs. 27 Al / 1H NMR, FTIR, ICP-OES , TEM-EDX, XPS, XRD og BET) blev anvendt til at karakterisere synteseprodukterne og identifikation af biprodukter. Produktet, som bestod af nanopartikler (10-30 nm), blev isoleret under anvendelse af gelpermeationskromatografi (GPC) søjle teknik. Fourier transform infrarød (FTIR) spektroskopi og pulver røntgendiffraktion (PXRD) identificerede det oprensede materiale som gibbsite polymorf af aluminiumhydroxid. Tilsætningen af uorganiske salte ( fx NaCl) induceret elektrostatisk destabilisering af suspensionen og derved agglomerere nanopartiklerne til yieLd Al (OH) 3 bundfald med store partikelstørrelser. Ved anvendelse af den her beskrevne nye syntetiske fremgangsmåde blev Al (OH) 3 delvist lastet inde i den højtordnede mesoporøse ramme af MCM-41 med gennemsnitlige poremått på 2,7 nm, hvilket producerer et aluminosilicatmateriale med både oktaedriske og tetraedrale Al (Oh / T d = 1,4). Det samlede Al-indhold, målt ved hjælp af energidispergerende røntgenspektrometri (EDX), var 11% vægt / vægt med et Si / Al molforhold på 2,9. En sammenligning af bulk EDX med overfladisk røntgenfotoelektronspektroskopi (XPS) elementanalyse tilvejebragte indsigt i fordelingen af Al inden i aluminosilicatmaterialet. Desuden blev et højere forhold Si / Al observeret på den ydre overflade (3.6) i forhold til bulk (2,9). Tilnærmelser af O / Al-forhold indikerer en højere koncentration af Al (O) 3 og Al (O) 4 grupper nær henholdsvis kernen og den ydre overflade. Den nyudviklede syntese af Al-MCM-41 giver en reForholdsvis højt Al-indhold, samtidig med at integriteten af det bestilte silikamateriale opretholdes og kan anvendes til anvendelser, hvor hydreret eller vandfrit Al203 nanopartikler er fordelagtige.
Introduction
Materialer fremstillet af aluminiumhydroxid er lovende kandidater til en række industrielle anvendelser, herunder katalyse, lægemidler, vandbehandling og kosmetik. 1 , 2 , 3 , 4 Ved forhøjede temperaturer absorberer aluminiumhydroxid en væsentlig mængde varme under dekomponering for at give aluminiumoxid (Al203), hvilket gør det til et nyttigt flammehæmmende middel. 5 De fire kendte polymorfer af aluminiumhydroxid ( dvs. gibbsite, bayerite, nordstrandite og doyleite) er blevet undersøgt ved hjælp af beregningsmæssige og eksperimentelle teknikker for at forbedre vores forståelse af dannelsen og strukturer deraf 6 . Fremstillingen af nanoskala partikler er af særlig interesse på grund af deres potentiale til at udvise kvanteffekter og egenskaber, som afviger fra dem af theiR bulk modparter. Nanogibbsite partikler med dimensioner i størrelsesordenen 100 nm fremstilles let under forskellige betingelser 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 .
At overvinde de iboende udfordringer, der er forbundet med at reducere partikelstørrelserne yderligere, er vanskelige; Derfor eksisterer der kun få tilfælde, hvor nanogibbsite-partikler har dimensioner i størrelsesordenen 50 nm. 14 , 15 , 16 , 17 Så vidt vi ved, har der ikke været rapporter om nanogibbsite partikler mindre end 50 nm. Til dels skyldes dette, at nanopartikler har tendens til at agglomerere på grund af elektrostatisk ustabilitetOg høj sandsynlighed for dannelsen af hydrogenbindinger mellem de kolloide partikler, især i polære protiske opløsningsmidler. Vores mål var at syntetisere små Al (OH) 3 nanopartikler ved udelukkende brug af sikre ingredienser og precursorer. I det nuværende arbejde blev vandig partikelaggregation hæmmet ved at inkorporere en aminosyre ( dvs. L-arginin) som en buffer og stabilisator. Derudover er det rapporteret, at den guanidiniumholdige arginin forhindrede aluminiumhydroxidpartikelvækst og aggregering til opnåelse af en vandig kolloid suspension med gennemsnitlige partikelstørrelser på 10-30 nm. Her foreslås det, at de amfotere og zwitterioniske egenskaber af arginin formindskede overladningen af aluminiumhydroxid nanopartikler under den milde hydrolyse for at disfavor partikelvækst ud over 30 nm. Skønt arginin ikke var i stand til at reducere partikelstørrelsen under 10 nm, blev sådanne partikler opnået ved at udnytte "buret" indeslutningseffekten hvidHin mesoporerne af MCM-41. Karakterisering af Al-MCM-41 kompositmaterialet afslørede ultrafine aluminiumhydroxid nanopartikler inden for det mesoporøse silica, som har en gennemsnitlig porestørrelse på 2,7 nm.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Al (OH) 3 nanopartikler syntese
- Opløs 1,40 g aluminiumchloridhexahydrat i 5,822 g deioniseret vand.
- Tilsæt 2,778 g L-arginin til den vandige aluminiumchloridopløsning under magnetisk omrøring. Tilsæt L-argininen langsomt, så den tilsatte arginin opløses og danner ikke store klumper eller bidder; Endvidere reducerer en langsom tilsætning lokale koncentrationer af alkalitet og tilvejebringer betingelser for en mere kontrollerbar hydrolyse.
- Når al arginin er opløst i opløsningen, opvarm opløsningen i 72 timer ved 50 ° C; På dette tidspunkt kan opløsningen fremstå som en overskyet suspension.
2. Nedfældning af Al (OH) 3 med NaCl
- Forbered en GPC-kolonne, der er 49 i længden og 1,125 i diameter. Pak gelen i successive trin for at tilføje gel og tillade vand at strømme gennem søjlen for at sikre korrekt pakning med minimal mellemrum mellem gelperlerne. Pak denGel til ca. 80% af søjlen; Mængden af gel pakket varierer hver gang og påvirker kun retentionstiden for de adskilte arter.
- Indfør 10 ml asyntetiseret Al (OH) 3 nanopartikler suspension (fremstillet i trin 1.3) i søjlen ved anvendelse af en HPLC-pumpe med en 10 ml injektionssløjfe. Tilpas-lav injektorsløjfen ved hjælp af slanger med en ydre diameter på ca. 0,125 in og en længde, der er kalibreret for at levere 10 ml injiceret prøve.
- Saml kolonneelueringen i intervaller, der korrelerer med dRI-toppunktet. Tilslut GPC-udgangen til indgangen til en differentialbrændingsindeks (dRI) detektor.
BEMÆRK: Da adskilte arter kommer ud af GPC, vises de på dRI detektoren som en top og opsamles derefter i 125 ml flasker. GPC-søjlen producerer to godt opløst toppe, som både indsamles og analyseres med størrelseseksklusionskromatografi (SEC) og elementanalyse (EA) for at skelne arginin fra aluminium spejltikker. Den samlede mængde opsamlet vil afhænge af GPC-søjlens størrelse, den samlede mængde emballage, der anvendes, og strømningshastigheden af det deioniserede vand, der anvendes til at eluere søjlen.- Saml størstedelen af toppen 1 fraktion i løbet af 100 minutter ved en flowhastighed på 0,2 ml / min.
- Saml eluenten i 30 minutter intervaller, når en top fremkommer på RI-detektoren i GPC-søjlen.
BEMÆRK: Ændring af intervalintervallet ændrer koncentrationen og renheden af det resulterende oprensede top 1 materiale. Det er bedre at indsamle små intervaller i toppen først for at bestemme hvilken del der indeholder den højeste koncentration og renhed af top 1-arter for en specifik søjle.
- Forbered 1 vægt% NaCl.
- Tilsæt den tilberedte NaCl-opløsning dråbevis til 10 ml rensede Al (OH) 3 nanopartikler; Materialet fremstillet ved anvendelse af NaCl-udfældning anvendes ikke til yderligere forsøg.
3. Fremstilling af Al-MCM-41
- acTivate ca. 1,0 g MCM-41 ved 120 ° C under vakuum i 3 timer i en vakuumovn.
- Forbered 50,0 g aluminiumchloridopløsning ved at kombinere 9,6926 g AlCl3 · 6H20 med 40,3074 g deioniseret vand.
- Tilsæt 0,7 g aktiveret MCM-41 til 50,0 g aluminiumchloridopløsning (fremstillet i trin 3.2).
- Tillad passende blandingstid (1 time) for at sikre homogenitet af AlCl3 diffunderet gennem MCM-41 kanalerne.
- Tilsæt L-arginin til den heterogene blanding til et Arg / Al molforhold på 2,75 under magnetisk omrøring. På samme måde som trin 1.2, tilsættes argininet langsomt nok, så det øjeblikkeligt dannede flokkuleres for at genopløse og reducere clumping af argininen, før fortsættelsen af tilsætningen.
- Når det er homogent, opvarm blandingen ved 50 ° C i 72 timer.
- Filtrer den opnåede heterogene opløsning under anvendelse af en Buchner-tragt under vakuum og udstyret med kvalitative 90 mm filterpapirkredse(Eller andre passende filterpapirer).
- Vask det filtrerede hvide pulver med overskydende deioniseret vand for at sikre fjernelse af uomsat aluminiumchlorid, arginin eller vandopløselige biprodukter fra det producerede Al-MCM-41 materiale.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Nanogibbsite Synthesis
Nanogibbsite blev fremstillet ved titrering af AlCl3 · 6H20 (14 vægt%) med L-arginin til et slutligt Arg / Al molforhold på 2,75. Syntesen af nanogibbsite-partikler blev overvåget via SEC, som er en udbredt analyseteknik til delvist hydrolyserede aluminiumchloridopløsninger, der er i stand til at skelne mellem fem domæner, der vilkårligt betegnes som toppe 1, 2, 3, 4 og 5 1 . Her rapporteres, at nanogibbsite-partikler med partikelstørrelser på 10-30 nm er komponenter af forskellige potentielle strukturer, der eluerer under top 1-domænet af typisk SEC-analyse. Så vidt vi ved, er identifikationen af molekyler, der eluerer inden for SEC-spids 1, ikke blevet beskrevet i litteraturen hidtil. Pulverrøntgendiffraktion (PXRD) og Fourier transform infrarød spektroskopi (FTIR) eksperimenter var i stand til at unambiguoIdentisk identificere Al (OH) 3 strukturen. Eluering fra GPC-søjlen gav en gennemskinnelig Al (OH) 3- suspension med 99% renhed (baseret på Al-indhold), en pH på 6,7, +8,9 mV zeta potentiale (elektroforetisk mobilitet og konduktivitet på 0,7 μm · cm / Vs og 0,7 mS / cm) og uopdagelige mængder nitrogen. Ikke-støkiometriske mængder chlorid (Al: Cl-forhold på 35: 1) anioner blev detekteret efter oprensning med GPC, hvilket antyder tilstedeværelsen af delvist hydrolyserede kationiske urenheder med støkiometrien [Al (OH) xCl3 -x ] (hvor x Er molforholdet hydrolyse typisk i intervallet 0-3), hvilket sandsynligvis er ansvarligt for det positive zeta potentiale. Pulveret opnået ved frysetørring af den rensede opløsning var ikke opløselig i vand. Oxygen-aluminium-forholdet (3,3: 1) var i god overensstemmelse med Al (OH) 3- støkiometri. SEC-analyse indikerer, at nanogibbsite-partiklerne kan syntetiseres ved en omdannelseshastighedAf 82%. Efterfølgende karakterisering blev udført på det GPC-oprensede materiale.
Karakterisering
FTIR-analyse bekræftede gibbsite-polymorfstrukturen ved tilstedeværelsen af en karakteristisk OH-strækning på 3.620 cm- 1 , der kan skelnes fra bayerit (3.650 cm- 1 ) 2 , 3 . Yderligere var andre gibbsite-vibrationsformer tydelige fra absorptionerne ved 3.617, 3.523, 3.453, 1.023, 970 og 918 cm -1 4 , 5 , 6 . Arginin blev ikke påvist ved FTIR-metoden. Statisk lysspredningsanalyse af prøven med et Arg / Al molforhold på 2,75 viste, at den gennemsnitlige partikelstørrelse var i intervallet 10-30 nm. Den beregnede krystallitstørrelse beregnet ud fra XRD-mønsteret ved anvendelse af thE Scherrer ligning 7 , 8 , var ~ 8 nm, hvilket er i anstændig aftale med lysdispersionsdata. Diskrete partikler med diametre i intervallet 5-15 nm blev observeret i TEM-billeder ( figur 1 ).
27Al NMR blev målt for prøver med Arg / Al molforhold på 0, 2,25 og 2,75 ( Figur 2 ). Resultaterne viser, at Al-monomer ( dvs. AlCl3), som har et karakteristisk skarpt signal ved 0 ppm, hydrolyseres for at give Keggin-klynger ( dvs. Al 13-mer og Al 30-mer ) ved et Arg / Al-forhold på 2,25, Som det fremgår af deres karakteristiske 63- og 70-ppm signaler. Den maksimale koncentration af Keggin-klynger blev målt ved en Arg / Al på 2,25, hvilket er i god overensstemmelse med SEC-data. Ved et Arg / Al-forhold på 2,75 udviste 27 Al NMR-spektrene et enkelt 0h-signal ved 8 ppm.
Siden dets opdagelse i 1992 har MCM-41 været af stor videnskabelig og industriel interesse for forskellige anvendelser, såsom katalyse, lægemiddellevering og adskillelser. I modsætning til zeolitter kan strukturen af MCM-41-type materialer skræddersys til at udvise ensartede porestørrelser mellem 1,6-10 nm i diameter og har generelt overfladearealer i størrelsesordenen 1000 m 2 g -1 . Her blev MCM-41, med en gennemsnitlig porestørrelse på 2,7 nm, anvendt som et "bur" til den begrænsede vækst af nanogibbsitepartikler. Før Al-ladning blev MCM-41 aktiveret ved 120 ° C for at fjerne eventuelle adsorberede forureninger ( fx vand, atmosfæriske gasser osv. ) Fra siliciumoxidoverfladen. Efterfølgende blev aluminiumchloridopløsning tilsat til det rent kiselholdige MCM-41 faststof og tilladt at ækvilibrere med Al3 + adsorption medN porerne i MCM-41 i 1 time. Den langsomme tilsætning af argininpulver under magnetisk omrøring forårsagede lokal flokkulering, som fik lov til at aflevere forud for yderligere arginintilsætning. Produktdannelse i bulkopløsningen blev overvåget under anvendelse af SEC-analyse og 27Al-NMR, hvilket angav, at aluminiumchloridet effektivt blev omdannet til henholdsvis top 1 og nanogibbsite-arter. Det resulterende Al-MCM-41 materiale blev filtreret og vasket med rigelige mængder vand forud for karakterisering.
27 Al MAS NMR ( figur 3 ) af det fremstillede Al-MCM-41 materiale demonstrerer tilstedeværelsen af både oktaedriske (~ 2 ppm) og tetraedrale (~ 57 ppm) Al-miljøer, der almindeligvis observeres i mesoporøs silica modificeret med Al-arter 12 . Oh / Td- forholdet blev målt til 1,4. EKS-masse (EDX) -ompositionen var 8,02% Al, 23,26% SI og 68,70% O. Grundstofsammensætningen (XPS) bestod af 6,13% Al, 21,75% Si og 66,36% O, hvilket antyder, at der er et mindre indhold af Al på overfladen af partiklerne i forhold til bulk modstykke. Si / Al-forholdet var henholdsvis 2,9 og 3,6 målt som henholdsvis EDX og XPS. Det højere forhold Si / Al observeret i XPS versus EDX-analyse indikerer, at en større brøkdel af Al trængte ind i porerne i modsætning til opbygning på overfladen. Chlorid blev ikke påvist i støkiometriske koncentrationer under anvendelse af en hvilken som helst fremgangsmåde.
Småvinkelrøntgendiffraktion (SAXRD) mønstre blev målt før og efter Al-indlæsning og blev indekseret baseret på sekskantisk symmetri ( Figur 4 ). Tilstedeværelsen af 100 (2,2 °), 110 (3,9 °), 200 (4,4 °) og 210 (5,8 °) gitterrefleksioner blev observeret i begge prøver, hvilket indikerede, at signifikante ændringer i den højordnede porøsitet ikke forekom som arEsult af Al indsættelse. Brunauer-Emmett-Teller (BET) analyse af det oprindelige MCM-41 materiale gav et BET overfladeareal på 997 m2 / g, et porevolumen på 0,932 cm3 / g og en porebredde på 2,7 nm. BET-data efter podning Al viste et BET-overfladeareal på 742 m2 / g (20,4% reduktion), et porevolumen på 0,649 cm3 / g (30,4% reduktion) og en porebredde på 2,1 nm (22,2% reduktion). Desuden reducerede inkorporeringen af Al i porerne den samlede N2 adsorberede fra 602 til 419 cc / g. N2 desorptionskurven (ikke vist) udviser en hysterese-sløjfe, der er typisk for ensartet mesoporøsitet. 1 H MAS-NMR blev også målt før og efter Al-partikelvækst i mesoporerne. Introduktionen af Al forårsagede et downfield shift (~ 1 ppm) for det overvejende 3,1-ppm signal observeret i MCM-41. Et nyt isoleret signal opstod ved 0,9 ppm, som blev tildelt hydroxylprotoner, der koordinerer med aluminiumatomer, da det oplever relativt Stærkere afskærmning og observeres almindeligvis i sure zeolitmaterialer fremstillet af aluminium 15 , 16 , 17 .
27 Al-kernemagnetisk resonans ( 27 Al NMR) og pH-målinger blev opnået for prøver med varierede Arg / Al-forhold ( figur 2 og 5 ). FTIR-ATR- og transmissionselektronmikroskop (TEM) -forsøg blev udført for nanogibbsite fremstillet med et Arg / Al molforhold på 2,75 ( Figur 1 og 6 ). Efter indlæsning af Al i MCM-41 hulrum blev 27 Al MAS NMR, N2 adsorption, SAXRD, 1 H MAS NMR og TEM analyser udført for at karakterisere det fremstillede Al-MCM-41 materiale (figurerne 3, 4 og 7 -10 ).
Load / 55423 / 55423fig1.jpg "/>
Figur 1: TEM mikrografi af oprenset nano-Al (OH) 3 med en målestang på 100 nm. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 2: Væske 27 Al NMR af prøver med Arg / Al rationer af 0 ( a ), 2,25 ( b ) og 2,75 ( c ). Hovedtoppene ved 0, 8, 63 og 70 ppm noteres over de respektive toppositioner. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 3: 27 Al MAS NMR spektrum af fremstillet nanogibbsite ( a ) og fremstillet Al-MCM-41 ( b ). De største toppe ved 7,6, 2,4 og 56,9 ppm er mærket over de respektive toppositioner. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 4: SAXRD-diffraktionsmønster af MCM-41 ( a ) og Al-MCM-41 ( b ) med deres tabulerede gitterreflektioner og tilsvarende d-afstand. 110 og 200 refleksioner forstørres 10X i Al-MCM-41 diffraktionsmønsteret. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 5: Målte pH-værdier ved forskellige Arg / Al molforhold. Pilene peger på prøverne, der består af Arg / Al-forhold på 2,75 og 3,00, hvilket viser en drastisk stigning i pH efter yderligere tilsætning af arginin forbi den nanogibbsiteholdige Arg / Al 2,75 prøve. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 6: FTIR-ATR absorptionsspektrum af oprenset Al (OH) 3 pulver med karakteristiske gibbsite vibrationer mærket med deres wavenumber værdier. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 7: N2-sorptionsisotermer af MCM-41 og Al-MCM-41 opnået via BET-metode ved 77 K. Indgangen er den tilsvarende BJH porestørrelsesfordeling. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 8: 1 H MAS NMR spektre af Al-MCM-41 ( a ) og MCM-41 ( b ). De dominerende toppe ved 0,9, 3,1 og 4,2 ppm mærkes over de respektive toppositioner. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 9: TEM mikrografi af MCM-41. Skalestang = 100 nm. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 10: TEM-mikrografi af Al-MCM-41. Skalestang = 100 nm. Klik her for at se en større version af denne figur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Fremstillingen af en vandig aluminiumchloridopløsning indebar anvendelsen af et krystallinsk hexahydratsalt af aluminiumchlorid. Skønt den vandfri form også kan anvendes, er den ikke foretrukket på grund af dens betydelige hygroskopiske egenskaber, hvilket gør det vanskeligt at arbejde med og for at styre koncentrationen af aluminium. Det er bemærkelsesværdigt, at aluminiumchloridopløsning bør anvendes inden for flere dage efter præparation, fordi hydrolyseren af [Al (H2O) 6 ] 3 + vand over tid giver over tid uønskede biprodukter, som i sidste ende kan reducere det samlede udbytte og renheden af den endelige produkt. Den her beskrevne syntetiske metode blev udført med en række aluminiumkoncentrationer (~ 0,8-3,1 vægt% Al). Ved de højere Al-koncentrationer blev grænsen for argininopløselighed nået; Derfor kunne syntesen ikke fortsætte som ønsket. På den anden side gav de lavere koncentrationer af Al mindre koncentrationer af nano-Al (OH)
Oprensning af den fremstillede nanogibbsite-suspension blev gennemført med succes ved anvendelse af en række gelpakkemængder, pakningsmorfologier og strømningshastigheder. På grund af de skrøbelige plastikforbindelser på vores søjle var strømningshastighedsbegrænsningen ca. 0,5 ml / min, med et flertal af oprensningerne udført ved 0,2 ml / min. RetentionstidenAf nanogibbsite-partikler varierede baseret på strømningshastigheden og mængden af emballagemateriale. Det er afgørende, at søjlepakkematerialet får lov til at pakke langsomt, hvilket betyder at man tilføjer ca. 1 i pakningsmateriale ad gangen og flyder vand ved 0,2 ml / min i ca. 30 minutter for at tillade gelen at pakke godt. Endvidere tillod vi, efter at have tilføjet ca. en halv søjleværdi af emballagemateriale, 24 h vand at strømme gennem søjlen, hvilket signifikant forbedrede søjlens pakningseffektivitet. Et første forsøg blev udført for at måle retentionstiden for de to observerede brydningstoppe ( dvs. nanogibbsite og arginin) på søjlen. Efterfølgende blev den asyntetiserede opløsning adskilt på søjlen, og de to toppe blev opsamlet i intervaller på 10 eller 30 minutter inden for topperne af toppene. Det var så nødvendigt at analysere de forskellige hætteglas til aluminium- og argininkoncentrationer for at forstå arten der eluerer under den specifikke top. På grund af den store mængdeVand, som strømmer gennem søjlen, blev den opnåede rensede opløsning fortyndet signifikant.
Til indlæsning af Al i mesoporøst silica materiale er det vigtigt at aktivere materialet forud for eksperimentet for at fjerne overfladeadsorberede gas- og flydende urenheder, hvilket sikrer maksimal belastning i porerne. En bred vifte af faste porøse materialer ud over silica kan anvendes som understøtninger til gæstens nanogibbsite-molekyler ( f.eks . Mesoporøst carbon, mesoporøst overgangsmetalloxider osv. ), Som kan øge virkningen af den nuværende syntetiske metode væsentligt. Under opvarmningen er det ideelt at holde temperaturen og varigheden til under 80 ° C og mindre end 3-5 dage. Forøgelse af opvarmningstemperatur eller tid kan medføre aggregering af nanogibbsite-partikler og kan blokere porerne eller belægge overfladen med aluminium. Den udviklede metode opnår en relativt høj belastning af Al og en koncentration af oCtahedral Al sammenlignet med andre metoder.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
Acknowledgments
Forfatterne udvider deres taknemmelighed til Dr. Thomas J. Emge og Wei Liu fra Rutgers University for deres analyse og ekspertise inden for småvinklede røntgendiffraktion og pulverrøntgendiffraktion. Desuden anerkender forfatterne Hao Wang for hans støtte med N 2 adsorptionsforsøg.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| aluminum chloride hexahydrate | Alfa Aesar | 12297 | |
| L-arginine | BioKyowa | N/A | |
| aluminum hydroxide | Sigma Aldrich | 239186 | |
| Bio-Gel P-4 Gel | Bio-Rad | 150-4128 | |
| Mesoporous siica (MCM-41 type) | Sigma Aldrich | 643645 |
References
- Laden, K. Antiperspirants and Deodorants. , 2nd, Marcel Dekker, Inc. New York. (1999).
- Kumara, C. K., Ng, W. J., Bandara, A., Weerasooriya, R. Nanogibbsite: Synthesis and characterization. J. Colloid Interface Sci. 352 (2), 252-258 (2010).
- Demichelis, R., Noel, Y., Ugliengo, P., Zicovich-Wilson, C. M., Dovesi, R. Physico-Chemical Features of Aluminum Hydroxides As Modeled with the Hybrid B3LYP Functional and Localized Basis Functions. J.Phys. Chem. C. 115 (27), 13107-13134 (2011).
- Elderfield, H., Hem, J. D. The development of crystalline structure in aluminum hydroxide polymorphs on ageing. Mineral. Mag. 39, 89-96 (1973).
- Wang, S. L., Johnston, C. T. Assignment of the structural OH stretching bands of gibbsite. Am. Mineral. 85, 739-744 (2000).
- Balan, E., Lazzer, M., Morin, G., Mauri, F. First-principles study of the OH-stretching modes of gibbsite. Am. Mineral. 91 (1), 115-119 (2006).
- Scherrer, P. Bestimmung der Grosse und der inneren Struktur von Kolloidteilchen mittels Rontgenstrahlen . Gottingen. 26, 98-100 (1918).
- Langford, J. I., Wilson, A. J. C. Scherrer after sixty years: a survey and some new results in the determination of crystallite size. J. Appl. Cryst. 11 (2), 102-113 (1978).
- Swaddle, T. W., et al. Kinetic Evidence for Five-Coordination in AlOH(aq)2+ Ion. Science. 308 (5727), 1450-1453 (2005).
- Casey, W. H. Large Aqueous Aluminum Hydroxide Molecules. Chem. Rev. 106 (1), 1-16 (2006).
- Lutzenkirchen, J., et al. Adsorption of Al13-Keggin clusters to sapphire c-plane single crystals: Kinetic observations by streaming current measurements. Appl. Surf. Sci. 256 (17), 5406-5411 (2010).
- Mokaya, R., Jones, W. Efficient post-synthesis alumination of MCM-41 using aluminum chlorohydrate containing Al polycations. J. Mater. Chem. 9 (2), 555-561 (1999).
- Brunauer, S., Deming, L. S., Deming, W. E., Teller, E. On a Theory of the van der Waals adsorption of gases. J. Am. Chem. Soc. 62 (7), 1723-1732 (1940).
- Kresge, C. T., Leonowicz, M. E., Roth, W. J., Vartuli, J. C., Beck, J. S. Ordered mesoporous molecular sieves synthesized by a liquid-crystal template mechanism. Nature. 359 (6397), 710-712 (1992).
- Zeng, Q., Nekvasil, H., Grey, C. P. Proton Environments in Hydrous Aluminosilicate Glasses: A 1H MAS, 1H/27Al, and 1H/23Na TRAPDOR NMR Study. J. Phys. Chem. B. 103 (35), 7406-7415 (1999).
- Kao, H. M., Grey, C. P. Probing the Bronsted and Lewis acidity of zeolite HY: A 1H/27Al and 15N/27Al TRAPDOOR NMR study of mono-methylamine adsorbed on HY. J. Phys. Chem. 100 (12), 5105-5117 (1996).
- DeCanio, E. C., Edwards, J. C., Bruno, J. W. Solid-state 1H MAS NMR characterization of γ-alumina and modified γ-aluminas. J. Catal. 148 (1), 76-83 (1994).
- Shafran, K. L., Deschaume, O., Perry, C. C. The static anion exchange method for generation of high purity aluminium polyoxocations and monodisperse aluminum hydroxide nanoparticles. J. Mater. Chem. 15 (33), 3415-3423 (2005).
- Vogels, R. J. M. J., Kloprogge, J. T., Geus, J. W. Homogeneous forced hydrolysis of aluminum through the thermal decomposition of urea. J. Colloid Interface Sci. 285 (1), 86-93 (2005).
