Chitosan bio-based organic-inorganic hybrid aerogel microspheres

Chemistry - A European Journal

Volumn 18, Issue 27, 2012, Pages 8264-8277

  El Kadib, Abdelkrim ^a   Bousmina, Mosto ^b  

^a MAScIR (Moroccan Foundation for Advanced Science Innovation and Research)   (Morocco)

^b Hassan II Academy for Science and Technology   (Morocco)

Author keywords

chitosan; organic inorganic hybrid composites; sol gel process; supercritical drying

Indexed keywords

ALKOXIDES; CHITOSAN MICROSPHERES; DEACETYLATION; FIBRILLAR NETWORKS; NANOCASTING; NANOREPLICATION; ORGANIC-INORGANIC HYBRID AEROGELS; ORGANIC-INORGANIC HYBRID COMPOSITES; ORGANIC-INORGANIC HYBRID MATERIALS; PROCESSABLE; SOL-GEL CHEMISTRY; SUPERCRITICAL DRYING;

ACETYLATION; ADSORPTION; AEROGELS; BIOPOLYMERS; CARBOHYDRATES; CARBON DIOXIDE; COAGULATION; GELATION; HYBRID MATERIALS; INTERCALATION; INTERFACES (MATERIALS); MICROSPHERES; SOL-GEL PROCESS; TITANIUM DIOXIDE;

CHITOSAN;

CHITOSAN; MICROSPHERE;

CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; REVIEW;

CHITOSAN; MICROSPHERES; MOLECULAR STRUCTURE;

EID: 84862749951     PISSN: 09476539     EISSN: 15213765     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/chem.201104006     Document Type: Review

References (168)

1. P. Fratzl, S. Weiner, Adv. Mater. 2010, 22, 4547-4550
2. S. Mann, Nat. Mater. 2009, 8, 781-792.
3. G. M. Whitesides, B. Grzybowski, Science 2002, 295, 2418-2421
4. M. Antonietti, M. Niederberger, B. Smarsly, Dalton Trans. 2008, 18-24
5. I. W. Hamley, Angew. Chem. 2003, 115, 1730-1752
6. Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 1692-1712
7. G. A. Ozin, K. Hou, B. V. Lotsch, L. Cademartiri, D. P. Puzzo, F. Scotognella, A. Ghadimi, J. Thomson, Mater. Today 2009, 12, 12-23.
8. H.-B. Yao, H.-Y. Fang, X.-H. Wang, S.-H. Yu, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 3764-3785.
9. K. J. Shea, D. A. Loy, Chem. Mater. 2001, 13, 3306-3319
10. S. L. Burkett, S. D. Sims, S. Mann, Chem. Commun. 1996, 1367-1368
11. D. J. Macquarrie, Chem. Commun. 1996, 1961-1962.
12. C. Sanchez, G. J. de A. A. Soler-Illia, F. Ribot, T. Lalot, C. R. Mayer, V. Cabuil, Chem. Mater. 2001, 13, 3061-3083
13. C. Sanchez, K. J. Shea, S. Kitagawa, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 471-472.
14. C. T. Kresge, M. E. Leanowicz, W. J. Roth, J. C. Vartuli, J. S. Beck, Nature 1992, 359, 710-712
15. S. Inagaki, T. Yanagisawa, T. Shimizu, K. Kuroda, Bull. Chem. Soc. Jpn. 1990, 63, 988-992
16. D. Zhao, J. Feng, Q. Huo, N. Melosh, G. H. Fredrickson, B. F. Chmelka, G. D. Stucky, Science 1998, 279, 548-552
17. D. Zhao, Q. Huo, J. Feng, B. F. Chmelka, G. D. Stucky, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 6024-6036
18. A. Corma, Chem. Rev. 1997, 97, 2373-2420
19. D. Brunel, Microporous Mesoporous Mater. 1999, 27, 329-344
20. X. Feng, G. E. Fryxell, L.-Q. Wang, A. Y. Kim, J. Liu, K. M. Kemner, Science 1997, 276, 923-926
21. L. Mercier, T. J. Pinnavaia, Adv. Mater. 1997, 9, 500-503
22. N. Linares, E. Serrano, M. Rico, A. M. Balu, E. Losada, R. Luque, J. Garcia-Martinez, Chem. Commun. 2011, 47, 9024-9035
23. R. Anwander, Chem. Mater. 2001, 13, 4419-4438
24. N. Ravasio, F. Zaccheria, M. Guidotti, R. Psaro, Top. Catal. 2004, 27, 157-168
25. T. Maschmeyer, F. Rey, G. Sankar, J. M. Thomas, Nature 1995, 378, 159-162
26. Y. Wan, D. Zhao, Chem. Rev. 2007, 107, 2821-2860.
27. F. Hoffmann, M. Cornelius, J. Morell, M. Fröba, Angew. Chem. 2006, 118, 3290-3328
28. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 3216-3251
29. S. Inagaki, S. Guan, Y. Fukushima, T. Ohsuna, O. Terasaki, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 9611-9614
30. T. Asefa, M. J. MacLachlan, N. Coombs, G. A. Ozin, Nature 1999, 402, 867-871
31. B. J. Melde, B. T. Holland, C. F. Blanford, A. Stein, Chem. Mater. 1999, 11, 3302-3308.
32. S. Shylesh, A. Wagener, A. Seifert, S. Ernst, W. R. Thiel, ChemCatChem 2010, 2, 1231-1234
33. M. Sasidharan, S. Fujita, M. Ohashi, Y. Goto, K. Nakashimab, S. Inagaki, Chem. Commun. 2011, 47, 10422-10424
34. A. El Kadib, P. Hesemann, K. Molvinger, J. R. M. Brandner, C. Biolley, P. Gaveau, J. L. J. E. Moreau, D. Brunel, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2882-2892.
35. S. Fujita, S. Inagaki, Chem. Mater. 2008, 20, 891-908
36. S. Polarz, F. Jeremias, U. Haunz, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2953-2959
37. S. El Hankari, A. El Kadib, A. Finiels, A. Bouhaouss, J. J. E. Moreau, C. M. Crudden, D. Brunel, P. Hesemann, Chem. Eur. J. 2011, 17, 8984-8994
38. W. Wang, J. E. Lofgreen, G. A. Ozin, Small 2010, 6, 2634-2642
39. J. V. Ros-Lis, R. Casasús, M. Comes, C. Coll, M. D. Marcos, R. Martínez-Máñez, F. Sancenõn, J. Soto, P. Amorõs, J. Haskouri, N. Garrõ, K. Rurack, Chem. Eur. J. 2008, 14, 8267-8278.
40. N. Baccile, J. Reboul, B. Blanc, B. Coq, P. Lacroix-Desmazes, M. In, C. Gerardin, Angew. Chem. 2008, 120, 8561-8565
41. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 8433-8437
42. M. Kruk, M. Jaroniec, C. H. Ko, R. Ryoo, Chem. Mater. 2000, 12, 1961-1968
43. K. W. Gallis, C. C. Landry, Adv. Mater. 2001, 13, 23-26
44. A. Hozumi, Y. Yokogawa, T. Kameyama, K. Hiraku, H. Sugimura, O. Takai, M. Okido, Adv. Mater. 2000, 12, 985-987
45. T. Benamor, L. Michelin, B. Lebeau, C. Marichal, Microporous Mesoporous Mater. 2012, 147, 334-342.
46. B. M. Trost, Acc. Chem. Res. 2002, 35, 695-705
47. R. A. Sheldon, I. Arends, I. Hanefeld, Green Chemistry and Catalysis, Wiley-VCH, Weinheim, 2007.
48. R. J. White, V. Budarin, R. Luque, J. H. Clark, D. J. Macquarrie, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 3401-3418.
49. Z. Persin, K. Stana-Kleinschek, T. J. Foster, J. E. G. Van Dam, C. G. Boeriu, P. Navard, Carbohydr. Polym. 2011, 84, 22-32.
50. S. R. Collinsona, W. Thielemansb, Coord. Chem. Rev. 2010, 254, 1854-1870.
51. H. Y. Zhang, Int. J. Hydrogen Energy 2010, 35, 10334-10342
52. N. Sarkar, S. Kumar Ghosh, S. Bannerjee, K. Aikat, Renewable Energy 2012, 37, 19-27
53. G. W. Huber, S. Iborra, A. Corma, Chem. Rev. 2006, 106, 4044-4098.
54. S. Boddohi, M. Kipper, Adv. Mater. 2010, 22, 2998-3016
55. P. Sasisekharan, R. Raman, V. Prabhakar, Annu. Rev. Biomed. Eng. 2006, 8, 181-231.
56. Y. Habibi, L. A. Lucia, O. J. Rojas, Chem. Rev. 2010, 110, 3479-3500
57. I. Sirõ, D. Plackett, Cellulose 2010, 17, 459-494.
58. D. J. McHugh, A Guide to the Seaweed Industry, FAO, Rome, 2003
59. V. Ferraro, I. B. Cruz, R. F. Jorge, F. X. Malcata, M. E. Pintado, P. M. L. Castro, Food Res. Int. 2010, 43, 2221-2233.
60. K. Kojima, M. Yoshikuni, T. J. Suzuki, J. Appl. Polym. Sci. 1979, 24, 1587-1593.
61. Y. Zhao, R. Dong Park, A. A. R. Muzzarelli, Mar. Drugs 2010, 8, 24-46
62. K. Kurita, Prog. Polym. Sci. 2001, 26, 1921-1971.
63. M. N. Kumar, R. A. Muzzarelli, C. Muzzarelli, H. Sashiwa, A. J. Domb, Chem. Rev. 2004, 104, 6017-6084
64. A. Di Martino, M. Sittinger, M. V. Risbud, Biomaterials 2005, 26, 5983-5990
65. C. A. García-González, M. Alnaief, I. Smirnova, Carbohydr. Polym. 2011, 86, 1425-1438.
66. "Chitin and Chitosan Hydrogels":, A. A. R. Muzzarelli, in Handbook of Hydrocolloids, 2 nd ed., (Eds: G. O. Phillips, P. A. Williams,), Woodhead, Cambridge, 2009, pp. 849-888.
67. A. Masotti, G. Ortaggi, Mini-Rev. Med. Chem. 2009, 9, 463-469
68. R. Jayakumar, K. P. Chennazhi, A. A. R. Muzzarelli, H. Tamura, S. V. Nair, N. Selvamurugan, Carbohydr. Polym. 2010, 79, 1-8
69. T. H. Kim, H. L. Jiang, D. Jere, I. K. Park, M. H. Cho, J. W. Nah, Y. Y. J. Choi, T. Akaike, C. S. Cho, Prog. Polym. Sci. 2007, 32, 726-753.
70. F. J. Pavinatto, L. Caseli, O. N. Oliveira, Jr., Biomacromolecules 2010, 11, 1897-1908.
71. M. Dash, F. Chiellini, R. M. Ottenbrite, E. Chiellini, Prog. Polym. Sci. 2011, 36, 981-1014
72. M. Rinaudo, Prog. Polym. Sci. 2006, 31, 603-632
73. M. N. V. Ravi Kumar, React. Funct. Polym. 2000, 46, 1-27
74. C. K. S. Pillai, W. Paul, C. P. Sharma, Prog. Polym. Sci. 2009, 34, 641-678
75. G. Crini, P.-M. Badot, Prog. Polym. Sci. 2008, 33, 399-447
76. H. Peniche, C. Peniche, Polym. Int. 2011, 60, 883-889
77. E. Guibal, Prog. Polym. Sci. 2005, 30, 71-109
78. D. J. Macquarrie, J. J. E. Hardy, Ind. Eng. Chem. Res. 2005, 44, 8499-8520.
79. Y. G. Ko, S. S. Shin, U. S. Choi, Y. S. Park, J. W. Woo, ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 1289-1298
80. J. Berger, M. Reist, J. M. Mayer, O. Felt, R. Gurny, Eur. J. Pharm. Biopharm. 2004, 57, 35-52
81. J. Berger, M. Reist, J. M. Mayer, O. Felt, N. A. Peppas, R. Gurny, Eur. J. Pharm. Biopharm. 2004, 57, 19-34.
82. T. Heinrich, U. Klett, J. Fricke, J. Porous Mater. 1995, 1, 7-17.
83. S. S. Kistler, J. Phys. Chem. 1932, 36, 52-64
84. A. C. Pierre, G. M. Pajonk, Chem. Rev. 2002, 102, 4243-4266.
85. R. Valentin, K. Molvinger, F. Quignard, D. Brunel, New J. Chem. 2003, 27, 1690-1692.
86. R. Valentin, B. Bonelli, E. Garrone, F. Di Renzo, F. Quignard, Biomacromolecules 2007, 8, 3646-3650.
87. H. Sehaqui, Q. Zhou, O. Ikkala, L. A. Berglund, Biomacromolecules 2011, 12, 3638-3644
88. M. Robitzer, A. Tourette, R. Horga, R. Valentin, M. Boissiere, J. M. Devoiselle, F. Di Renzo, F. Quignard, Carbohydr. Polym. 2011, 85, 44-53.
89. M. Boissière, A. Tourrette, J. M. Devoisselle, F. Di Renzo, F. Quignard, J. Colloid Interface Sci. 2006, 294, 109-116
90. F. Quignard, R. Valentin, F. Di Renzo, New J. Chem. 2008, 32, 1300-1310.
91. C. J. Brinker, G. W. Scherer, Sol-Gel Science: The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing; Academic Press, San Diego, 1990.
92. R. A. Caruso, M. Antonietti, Chem. Mater. 2001, 13, 3272-3282.
93. K. Molvinger, F. Quignard, D. Brunel, M. Boissière, J.-M. Devoiselle, Chem. Mater. 2004, 16, 3367-3372.
94. F. Di Renzo, R. Valentin, M. Boissiere, A. Tourrette, G. Sparapano, K. Molvinger, J.-M. Devoisselle, C. Gerardin, F. Quignard, Chem. Mater. 2005, 17, 4693-4699.
95. A. Cauvel, G. Renard, D. Brunel, J. Org. Chem. 1997, 62, 749-751.
96. F. Liu, L. D. Carlos, R. A. S. Ferreira, J. Rocha, M. C. Ferro, A. Tourrette, F. Quignard, M. Robitzer, J. Phys. Chem. B 2010, 114, 77-83.
97. F. Schüth, Chem. Mater. 2001, 13, 3184-3195.
98. D. Brunel, P. H. Mutin, A. C. Blanc, O. Lorret, V. Lafond, A. Galarneau, A. Vioux, F. Fajula, Stud. Surf. Sci. Catal. 2003, 146, 419-425.
99. C. Sanchez, J. Livage, M. Henry, F. Babonneau, J. Non-Cryst. Solids 1988, 100, 65-76
100. A. Léaustic, F. Babonneau, J. Livage, Chem. Mater. 1989, 1, 240-247
101. A. Léaustic, F. Babonneau, J. Livage, Chem. Mater. 1989, 1, 248-252
102. J. El Haskouri, S. Cabrera, C. Guillem, J. Latorre, A. Beltrán-Porter, D. Beltrán-Porter, M. D. Marcos, P. Amorõs, Chem. Mater. 2002, 14, 5015-5022.
103. P. H. Mutin, A. Vioux, Chem. Mater. 2009, 21, 582-596.
104. A. El Kadib, K. Molvinger, C. Guillmon, F. Quignard, D. Brunel, Chem. Mater. 2008, 20, 2198-2204.
105. A. El Kadib, K. Molvinger, M. Bousmina, D. Brunel, J. Catal. 2010, 273, 147-155.
106. A. El Kadib, K. Molvinger, T. Cacciaguerra, M. Bousmina, D. Brunel, Microporous Mesoporous Mater. 2011, 142, 301-307.
107. U. Meyer, A. Larsson, H. P. Hentze, R. A. Caruso, Adv. Mater. 2002, 14, 1768-1772.
108. H. Fric, U. Schubert, New J. Chem. 2005, 29, 232-236.
109. A. El Kadib, K. Molvinger, M. Bousmina, D. Brunel, Org. Lett. 2010, 12, 948-951
110. A. El Kadib, K. Molvinger, M. Bousmina, D. Brunel, Org. Lett. 2010, 12, 2446-2446.
111. R. K. Iller, The Chemistry of Silicon, Wiley, New York, 1979.
112. L. Jelinek, E. Kovats, Langmuir 1994, 10, 4225-4231
113. D. Brunel, A. Cauvel, F. Di Renzo, F. Fajula, B. Fubini, B. Onida, E. Garonne, New J. Chem. 2000, 24, 807-813
114. N. Tanchoux, P. Trens, D. Maldonado, F. Di Renzo, F. Fajula, Colloids Surf. A 2004, 246, 1-8.
115. J. M. Rosenholm, A. Penninkangas, M. Linden, Chem. Commun. 2006, 3909-3911.
116. R. Pascal, Eur. J. Org. Chem. 2003, 10, 1813-1824
117. D. H. Paull, C. J. Abraham, M. T. Scerba, E. Alden-Danforth, T. Lectka, Acc. Chem. Res. 2008, 41, 655-663
118. S. Saito, H. Yamamoto, Acc. Chem. Res. 2004, 37, 570-579
119. D. W. Stephan, G. Erker, Angew. Chem. 2010, 122, 50-81
120. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 46-76.
121. E. Iglesia, D. G. Barton, J. A. Biscardi, M. J. L. Gines, S. L. Soled, Catal. Today 1997, 38, 339-360
122. J. M. Notestein, A. Katz, Chem. Eur. J. 2006, 12, 3954-3965
123. E. L. Margelefsky, R. K. Zeidan, M. E. Davis, Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 1118-1126
124. M. Tada, K. Motokura, Y. Iwasawa, Top. Catal. 2008, 48, 32-40.
125. A. Kuiterman, A. M. C. F. Castelijns, H. J. A. Dielemans, R. Green, European Patent 0771780 A1, 1997.
126. M. J. Climent, A. Corma, H. Garcia, R. Guil-Lopez, S. Iborra, V. Fornés, J. Catal. 2001, 197, 385-393.
127. M. J. Climent, A. Corma, V. Fornés, R. Guil-Lopez, S. Iborra, Adv. Synth. Catal. 2002, 344, 1090-1096.
128. S. K. Sharma, H. A. Patel, R. Jasra, J. Mol. Catal. A 2008, 280, 61-67.
129. F. Gandara, M. E. Medina, N. Snejko, B. Gomez-Lor, M. Iglesias, E. Gutierrez-Puebla, M. Angeles Monge, Inorg. Chem. 2008, 47, 6791-6795.
130. M. Hasni, G. Prado, J. Rouchaud, P. Grange, M. Devillers, S. Delsarte, J. Mol. Catal. A 2006, 247, 116-123.
131. F. Vermoortele, R. Ameloot, A. Vimont, C. Serrec, D. De Vos, Chem. Commun. 2011, 47, 1521-1523.
132. B. W. Glasspoole, J. D. Webb, C. M. Crudden, J. Catal. 2009, 265, 148-154.
133. J. Zhang, Z. Ma, J. Jiao, H. Yin, W. Yan, E. W. Hagaman, J. Yu, S. Dai, Microporous Mesoporous Mater. 2010, 129, 200-209
134. N. Igarashi, S. Kidani, R. Ahemaito, K. Hashimoto, T. Tatsumi, Microporous Mesoporous Mater. 2005, 81, 97-105.
135. W. Gao, L. Dickinson, C. Grozinger, F. G. Morin, L. Reven, Langmuir 1996, 12, 6429-6435
136. P. H. Mutin, G. Guerrero, A. Vioux, J. Mater. Chem. 2005, 15, 3761-3768
137. E. Martínez-Ferrero, G. Franc, S. Mazeres, C.-O. Turrin, C. Boissiere, A.-M. Caminade, J.-P. Majoral, C. Sanchez, Chem. Eur. J. 2008, 14, 7658-7669
138. S. Lassiaz, A. Galarneau, P. Trens, D. Labarre, H. Mutin, D. Brunel, New J. Chem. 2010, 34, 1424-1435.
139. Y. Brahmi, N. Katir, A. Hameau, A. Essoumhi, E. Essassi, A.-M. Caminade, M. Bousmina, J. P. Majoral, A. El Kadib, Chem. Commun. 2011, 47, 8626-8628
140. S. Lassiaz, D. Labarre, A. Galarneau, D. Brunel, H. Mutin, J. Mater. Chem. 2011, 21, 8199-8205
141. T. Yi Ma, Z.-Y. Yuan, ChemSusChem 2011, 4, 1407-1419.
142. A. El Kadib, A. Primo, K. Molvinger, M. Bousmina, D. Brunel, Chem. Eur. J. 2011, 17, 7940-7946.
143. K. G. Bhattacharyya, S. S. Gupta, Adv. Colloid Interface Sci. 2008, 140, 114-131
144. G. Nagendrappa, Appl. Clay Sci. 2011, 53, 106-138
145. C. Aguzzi, P. Cerezo, C. Viseras, C. Caramella, Appl. Clay Sci. 2007, 36, 22-36.
146. S. Lee Swartzen-Allen, E. Matijevic, Chem. Rev. 1974, 74, 385-400
147. A. J. Patil, S. Mann, J. Mater. Chem. 2008, 18, 4605-4615
148. B. Wicklein, M. Darder, P. Aranda, E. Ruiz-Hitzky, Langmuir 2010, 26, 5217-5225
149. H. Zou, S. S. Wu, J. Shen, Chem. Rev. 2008, 108, 3893-3957
150. S. S. Ray, M. Bousmina, Prog. Mater. Sci. 2005, 50, 962-1079
151. M. F. Boyaud, A. Ait-Kadi, M. Bousmina, A. Michel, P. Cassagnau, Polymer 2001, 42, 6515-6526
152. G. D. Yadav, S. S. Naik, Org. Process Res. Dev. 2000, 4, 141-146.
153. L. B. de Paiva, A. R. Morales, F. R. V. Díaz, Appl. Clay Sci. 2008, 42, 8-24
154. M. Bousmina, Macromolecules 2006, 39, 4259-4263.
155. E. Manias, A. Touny, L. Wu, K. Strawhecker, B. Lu, T. C. Chung, Chem. Mater. 2001, 13, 3516-3523
156. R. A. Vaia, J. F. Maguire, Chem. Mater. 2007, 19, 2736-2751.
157. M. Darder, M. Colilla, E. Ruiz-Hitzky, Chem. Mater. 2003, 15, 3774-3780
158. M. Darder, M. Lopez-Blanco, P. Aranda, A. J. Aznar, J. Bravo, E. Ruiz-Hitzky, Chem. Mater. 2006, 18, 1602-1610.
159. H. Eslami, M. Grmela, M. Bousmina, J. Rheol. 2007, 51, 1189-1222.
160. H. Ennajih, R. Bouhfid, E. Essassi, M. Bousmina, A. El Kadib, Microporous Mesoporous Mater. 2012, 152, 208-213.
161. S. F. Wang, L. Shen, Y. L. Tong, L. Chen, I. Y. Phang, P. Q. Lim, T. X. Liu, Polym. Degrad. Stab. 2005, 90, 123-131
162. D. Depan, A. P. Kumar, R. P. Singh, Acta. Biomaterials 2009, 5, 93-100
163. H. B. Yao, Z. H. Tan, H. Y. Fang, S. H. Yu, Angew. Chem. 2010, 122, 1-1
164. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 1-6
165. E. Günister, D. Pestreli, C. H. Ünlü, O. Atici, N. Güngor, Carbohydr. Polym. 2007, 67, 358-365
166. Y. Xu, X. Ren, M. A. Hanna, J. Appl. Polym. Sci. 2006, 99, 1684-1169
167. S. Liang, L. Liu, Q. Huang, K. L. Yam, J. Phys. Chem. B 2009, 113, 5823-5828
168. S. S. Ray, M. Bousmina, Polymer 2005, 46, 12430-12439.