Spray-dried mesoporous silica microspheres with adjustable textures and pore surfaces homogenously covered by accessible thiol functions

Journal of Materials Chemistry

Volumn 18, Issue 12, 2008, Pages 1368-1382

  Melnyk, Inna V ^a   Zub, Yuriv L ^a   Véron, Emmanuel ^b   Massiot, Dominique ^b   Cacciaguerra, Thomas ^c   Alonso, Bruno ^c  

^a INSTITUTE OF SURFACE CHEMISTRY   (Ukraine)

^b UNIVERSITÉ D'ORLÉANS   (France)

^c UNIVERSITÉ DE MONTPELLIER   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALCOHOLS; MICROSPHERES; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; SILICA;

HYDROTHERMAL TREATMENTS; POST-SYNTHESIS TREATMENTS;

MESOPOROUS MATERIALS;

EID: 40749132952     PISSN: 09599428     EISSN: 13645501     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/b717133a     Document Type: Article

References (130)

1. S. Mann G. A. Ozin Nature 1996 382 313 318
2. A. Corma Chem. Rev. 1997 97 2373 2419
3. U. Ciesla F. Schüth Microporous Mesoporous Mater. 1999 27 131 149
4. C. J. Brinker Y. Lu A. Sellinger H. Fan Adv. Mater. 1999 11 579 585
5. A. Stein B. J. Melde R. C. Schroden Adv. Mater. 2000 12 1403 1419
6. S. Mann Angew. Chem., Int. Ed. 2000 39 3392 3406
7. G. A. Ozin Chem. Commun. 2000 419 432
8. G. Ferey Chem. Mater. 2001 13 3084 3098
9. M. E. Davis Nature 2002 417 813 821
10. G. J. A. A. Soler-illia C. Sanchez B. Lebeau J. Patarin Chem. Rev. 2002 102 4093 4138
11. H. P. Lin C. Y. Mou Acc. Chem. Res. 2002 35 927 935
12. D. R. Rolison Science 2003 299 1698 1701
13. Functional hybrid materials, ed., P. Gómez-Romero, and, C. Sanchez, Wiley-VCH, Weinheim, 2004
14. M. Antonietti G. A. Ozin Chem.-Eur. J. 2004 10 28 41
15. F. Fajula A. Galarneau F. Di Renzo Microporous Mesoporous Mater. 2005 82 227 239
16. T. O. Drews M. Tsapatsis Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2005 10 233 238
17. A. Vinua T. Moria K. Ariga Sci. Technol. Adv. Mater. 2006 7 753 771
18. Z.-Y. Yuan B.-L. Su J. Mater. Chem. 2006 16 663 677
19. A. B. Descalzo R. Martinez-Manez F. Sancenon K. Hoffmann K. Rurack Angew. Chem., Int. Ed. 2006 45 5924 5948
20. K. B. Yoon Acc. Chem. Res. 2007 40 29 40
21. Y. Wan D. Zhao Chem. Rev. 2007 107 2821 2860
22. V. Chiola, J. E. Ritsko and C. D. Vanderpool, U. S. Pat., 3556725, 1971
23. C. T. Kresge M. E. Leonowicz W. J. Roth J. C. Vartuli J. S. Beck Nature 1992 359 710 712
24. J. S. Beck J. C. Vartuli W. J. Roth M. E. Leonowicz C. T. Kresge K. D. Schmitt C. T.-W. Chu D. H. Olson E. W. Sheppard S. B. McCullen J. B. Higgins J. L. Schlenker J. Am. Chem. Soc. 1992 114 10834 10843
25. A. Sayari S. Hamoudi Chem. Mater. 2001 13 3151 3168
26. A. P. Wight M. E. Davis Chem. Rev. 2002 102 3589 3614
27. F. Hoffmann M. Cornelius J. Morell M. Fröba Angew. Chem., Int. Ed. 2006 45 3216 3251
28. S. L. Burkett S. D. Sims S. Mann Chem. Commun. 1996 1367 1368
29. D. J. Macquarrie Chem. Commun. 1996 1961 1962
30. M. H. Lim A. Stein Chem. Mater. 1999 11 3285 3295
31. T. Yokoi H. Yoshitake T. Tatsumi J. Mater. Chem. 2004 14 951 957
32. T. Miyajima S. Abry W. Zhou B. Albela L. Bonneviot Y. Oumi T. Sano H. Yoshitake J. Mater. Chem. 2007 17 3901 3909
33. H. Salmio D. Brühwiler J. Phys. Chem. C 2007 111 923 929
34. Sol-Gel Technology for Thin Films, Fibers, Preforms, Electronics, and Specialty Shapes, ed., L. C. Klein, Noyes Publications, New Jersey, 1988
35. C. J. Brinker and G. W. Scherer, Sol-Gel Science. The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing, Academic Press, San Diego 1990
36. M. Ogawa J. Am. Chem. Soc. 1994 116 7941 7942
37. Y. Lu R. Ganguli C. A. Drewien M. T. Anderson C. J. Brinker W. Gong Y. Guo H. Soyez B. Dunn M. H. Huang J. I. Zink Nature 1997 389 364 368
38. P. J. Bruinsma A. Y. Kim J. Liu S. Baskaran Chem. Mater. 1997 9 2507 2512
39. Y. Lu H. Fan A. Stump T. L. Ward T. Rieker C. J. Brinker Nature 1999 398 223 226
40. Y. Lu H. Fan N. Doke D. A. Loy R. A. Assink D. A. LaVan C. J. Brinker J. Am. Chem. Soc. 2000 122 5258 5261
41. X. Ji J. E. Hampsey Q. Hu J. He Z. Yang Y. Lu Chem. Mater. 2003 15 3656 3662
42. B. Alonso C. Clinard D. Durand E. Véron D. Massiot Chem. Commun. 2005 1746 1748
43. B. Alonso A. Vrain E. Beaubois D. Massiot Prog. Solid State Chem. 2005 33 153 161
44. X. Ji Q. Hu J. E. Hampsey X. Qiu L. Gao J. He Y. Lu Chem. Mater. 2006 18 2265 2274
45. M. T. Bore S. B. Rathod T. L. Ward A. K. Datye Langmuir 2003 19 256 264
46. B. Alonso A. Douy E. Véron J. Perez M.-N. Rager D. Massiot J. Mater. Chem. 2004 14 2006 2016
47. B. Alonso E. Véron D. Durand D. Massiot C. Clinard Microporous Mesoporous Mater. 2007 106 76 94
48. X. Feng G. E. Fryxell L. Q. Wang A. Y. Kim J. Liu K. M. Kemner Science 1997 276 923 926
49. C. E. Fowler S. L. Burkett S. Mann Chem. Commun. 1997 1769 1770
50. R. Richer Chem. Commun. 1998 1775 1777
51. I. V. Melnyk Y. L. Zub A. A. Chuiko M. Jaroniec S. Mann Stud. Surf. Sci. Catal. 2002 141 205 212
52. L. Mercier T. J. Pinnavaia Adv. Mater. 1997 9 500 503
53. J. Liu X. Feng G. E. Fryxell L. Q. Wang A. Y. Kim M. Gong Adv. Mater. 1998 10 161 165
54. J. Brown L. Mercier T. J. Pinnavaia Chem. Commun. 1999 69 70
55. X. Chen X. Feng J. Liu G. E. Fryxell M. Gong Sep. Sci. Technol. 1999 34 1121 1132
56. S. V. Mattigod X. Feng G. E. Fryxell J. Liu M. Gong Sep. Sci. Technol. 1999 34 2329 2345
57. A. M. Liu K. Hidajat S. Kawi D. Y. Zhao Chem. Commun. 2000 1145 1146
58. J. Brown R. Richer L. Mercier Microporous Mesoporous Mater. 2000 37 41 48
59. R. I. Nooney M. Kalyanaraman G. Kennedy E. J. Maginn Langmuir 2001 17 528 533
60. A. Bibby L. Mercier Chem. Mater. 2002 14 1591 1597
61. A. Walcarius M. Etienne B. Lebeau Chem. Mater. 2003 15 2161 2173
62. A. Walcarius C. Delacôte Chem. Mater. 2003 15 4181 4192
63. Y. Guari C. Thieuleux A. Mehdi C. Reyé R. J. P. Corriu S. Gomez-Gallardo K. Philippot B. Chaudret R. Dutartre Chem. Commun. 2001 1374 1375
64. Y. Guari C. Thieuleux A. Mehdi C. Reyé R. J. P. Corriu S. Gomez-Gallardo K. Philippot B. Chaudret Chem. Mater. 2003 15 2017 2024
65. A. Ghosh C. R. Patra P. Mukherjee M. Sastry R. Kumar Microporous Mesoporous Mater. 2003 58 201 211
66. A. Walcarius D. Mandler J. A. Cox M. Collinson O. Lev J. Mater. Chem. 2005 15 3663 3689
67. C. M. Crudden M. Sateesh R. Lewis J. Am. Chem. Soc. 2005 127 10045 10050
68. H. H. P. Yiu C. H. Botting N. P. Botting P. A. Wright Phys. Chem. Chem. Phys. 2001 3 2983 2985
69. H. H. P. Yiu P. A. Wright N. P. Botting J. Mol. Catal. B: Enzym. 2001 15 81 92
70. S. Jang D. Kim J. Choi K. Row W. Ahn J. Porous Mater. 2006 13 385 391
71. C.-Y. Lai B. G. Trewyn D. M. Jeftinija K. Jeftinija S. Xu S. Jeftinija V. S.-Y. Lin J. Am. Chem. Soc. 2003 125 4451 4459
72. B. Julián-López C. Boissière C. Chanéac D. Grosso S. Vasseur S. Miraux E. Duguet C. Sanchez J. Mater. Chem. 2007 17 1563 1569
73. W. M. VanRhijn D. E. DeVos B. F. Sels W. D. Bossaert P. A. Jacobs Chem. Commun. 1998 317 318
74. M. H. Lim C. F. Blanford A. Stein Chem. Mater. 1998 10 467 470
75. D. Margolese J. A. Melero S. C. Chirstiansen B. F. Chmelka G. D. Stucky Chem. Mater. 2000 12 2448 2459
76. I. Díaz C. Márquez-Alvarez F. Mohino J. Pérez-Pariente E. Sastre J. Catal. 2000 193 283 294
77. D. Das J.-F. Lee S. Cheng Chem. Commun. 2001 2178 2179
78. J. A. Melero R. VanGrieken G. Morales Chem. Rev. 2006 106 3790 3812
79. V. Ganesan A. Walcarius Langmuir 2004 20 3622 3640
80. L. Beaudet K. Z. Hossain L. Mercier Chem. Mater. 2003 15 327 334
81. M. Etienne B. Lebeau A. Walcarius New J. Chem. 2002 26 384 386
82. T. Nakamura Y. Yamada K. Yano J. Mater. Chem. 2007 17 3726 3732
83. K. Möller J. Kobler T. Bein J. Mater. Chem. 2007 17 624 631
84. H. Schmidt H. Scholze A. Kaiser J. Non-Cryst. Solids 1984 63 1 11
85. K. Sommer Part. Part. Syst. Charact. 2001 18 22 25
86. Spray-Drying Handbook, ed., K. Masters, Longman Scientific and Technical, Harlow, 1990
87. K. S. W. Sing D. H. Everett R. A. W. Haul L. Moscou R. A. Pierotti J. Rouquérol T. Siemieniewska Pure Appl. Chem. 1985 57 603 619
88. L. Jelinek E. S. Kováts Langmuir 1994 10 4225 4231
89. V. M. Gun'ko D. D. Do Colloids Surf., A 2001 193 71 83
90. http://www.sca.cnrs.fr/
91. W. Sommer J. Gottwald D. E. Demco H. W. Spiess J. Magn. Reson., Ser. A 1995 113 131 134
92. D. J. States R. A. Haberkorn D. J. Ruben J. Magn. Reson. 1982 48 286 292
93. J. Jeener B. H. Meier P. Bachmann R. R. Ernst J. Chem. Phys. 1979 71 4546 4553
94. D. L. VanderHardt G. B. McFadden Solid State Nucl. Magn. Reson. 1996 7 45 66
95. J. H. Davis K. R. Jeffrey M. Bloom M. I. Valic T. P. Higgs Chem. Phys. Lett. 1976 42 390 394
96. W. Kolodziejski A. Corma M.-T. Navarro J. Pérez-Pariente Solid State Nucl. Magn. Reson. 1993 2 253 259
97. R. Brindle M. Pursch K. Albert Solid State Nucl. Magn. Reson. 1996 6 251 266
98. M. T. Janicke C. C. Landry S. C. Christiansen D. Kumar G. D. Stucky B. F. Chmelka J. Am. Chem. Soc. 1998 120 6940 6951
99. F. Kleitz J. Blanchard B. Zibrowius F. Schüth P. Ågren M. Linden Langmuir 2002 18 4963 4971
100. B. Alonso D. Massiot J. Magn. Reson. 2003 163 347 352
101. R. Spennato M.-J. Menu M. Dartiguenave Y. Dartiguenave Transition Met. Chem. 2004 29 830 839
102. G. Engelhardt and D. Michel, High-Resolution Solid-State NMR of Silicates and Zeolites, Wiley, Chichester, 1987
103. Multinuclear NMR, ed., J. Mason, Plenum Press, New York, 1987
104. D. Massiot F. Fayon M. Capron I. King S. L. Calvé B. Alonso J.-O. Durand B. Bujoli Z. Gan G. Hoatson Magn. Reson. Chem. 2002 40 70 76
105. K. Fontell A. Khan B. Lindström D. Maciejewska S. Puang-Ngern Colloid Polym. Sci. 1991 269 727 742
106. R. Zana Adv. Colloid Interface Sci. 1995 57 1 64
107. S. Lyonnard J. R. Bartlett E. Sizgek K. S. Finnie T. Zemb J. L. Woolfrey Langmuir 2002 18 10386 10397
108. B. Alonso A. R. Balkenende P.-A. Albouy D. Durand F. Babonneau New J. Chem. 2002 26 1270 1272
109. F. Cagnol D. Grosso G. J. A. A. Soler-Illia E. L. Crepaldi F. Babonneau H. Amenitsch C. Sanchez J. Mater. Chem. 2003 13 61 66
110. F. Devreux J. P. Boilot F. Chaput A. Lecomte Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 1990 41 6901 6909
111. L. VoongNg P. Thompson J. Sanchez C. W. Macosko A. V. McCormick Macromolecules 1995 28 6471 6476
112. J. Sefcik A. V. McCormick Catal. Today 1997 35 205 223
113. J. Trébosc J. W. Wiench S. Huh V. S.-Y. Lin M. Pruski J. Am. Chem. Soc. 2005 127 3057 3068
114. J. D. Epping B. F. Chmelka Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2006 11 81 117
115. N. Baccile G. Laurent C. Bonhomme P. Innocenzi F. Babonneau Chem. Mater. 2007 19 1343 1354
116. T. M. Alam H. Y. Fan Macromol. Chem. Phys. 2003 204 2023 2030
117. It could be argued that the exchange with peaks located at ∼1.5 ppm (methylene of alkyl chain) also involves the thiol signal at ∼1.4 ppm, but: (1) the contribution of thiols is minor compared to methylene (ratio ≈ 1: 45), (2) the situation is similar for ethoxy and isopropoxy groups, and (3) the differences in the diffusion curves are also observed with the methyl groups of the alkyl chain (signal at ∼1 ppm)
118. In turn, this might explain why we found in preliminary experiments bigger cell parameters when the siloxane surface is functionalised by methyl groups rather than mercaptopropyl groups, other synthesis conditions being equal
119. S. Åkerström Acta Chem. Scand. 1964 18 1308
120. I. G. Dance L. J. Fitzpatrick A. D. Rae M. L. Scudder Inorg. Chem. 1983 22 3785 3788
121. M. M. Kreevoy E. T. Harper R. E. Duvall H. S. Wilgus L. T. Ditsch J. Am. Chem. Soc. 1960 82 4899 4902
122. H.-P. Lin C.-Y. Mou S.-B. Liu Chem. Lett. 1999 1341 1342
123. H.-P. Lin C.-Y. Mou S.-B. Liu Adv. Mater. 2000 12 103 106
124. R. K. Iler, The Chemistry of Silica, Wiley, New York, 1979
125. H.-P. Lin C.-Y. Mou S.-B. Liu C.-Y. Tang C.-Y. Lin Microporous Mesoporous Mater. 2001 44-45 129 137
126. T. Giavani K. Johannsen C. J. H. Jacobsen N. Blom H. Bildsøe J. Skibsted H. J. Jakobsen Solid State Nucl. Magn. Reson. 2003 24 218 235
127. H. J. Jakobsen A. R. Hove R. G. Hazell H. Bildsøe J. Skibsted Magn. Reson. Chem. 2006 44 348 356
128. T. Martin A. Galarneau F. Di Renzo F. Fajula D. Plee Angew. Chem., Int. Ed. 2002 41 2590 2592
129. HEX = 41.1 Å for the as-synthetised sample, and 37.6 Å for the thermally treated and extracted sample
130. N. Baccile D. Grosso C. Sanchez J. Mater. Chem. 2003 13 3011 3016