New insights into the molecular structures, compositions, and cation distributions in synthetic and natural montmorillonite clays

Chemistry of Materials

Volumn 24, Issue 22, 2012, Pages 4376-4389

  Cadars, Sylvian ^a   Guégan, Régis ^a,b   Garaga, Mounesha N ^a   Bourrat, Xavier ^a,b   Le Forestier, Lydie ^a,b   Fayon, Franck ^a   Huynh, Tan Vu ^a   Allier, Teddy ^a   Nour, Zalfa ^a   Massiot, Dominique ^a  

^a UNIVERSITÉ D'ORLÉANS   (France)

^b UMR 7327   (France)

Author keywords

2:1 clays; ab initio calculations; first principles calculations; layered alumino silicates; NMR; smectite

Indexed keywords

AB INITIO CALCULATIONS; CATION DISTRIBUTIONS; CATIONIC DISTRIBUTION; DENSITY FUNCTIONAL THEORY CALCULATIONS; DFT CALCULATION; FIRST-PRINCIPLES CALCULATION; HIGH MAGNETIC FIELDS; LAYERED ALUMINO-SILICATES; LOCAL ENVIRONMENTS; LOCAL STRUCTURE; NATURAL MONTMORILLONITE; NATURALLY OCCURRING; OCTAHEDRAL LAYERS; QUANTITATIVE INFORMATION; SMECTITES; SYNTHETIC CLAYS;

ALUMINOSILICATES; CLAY MINERALS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DRUG DELIVERY; MAGIC ANGLE SPINNING; MOLECULAR STRUCTURE; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE;

CALCULATIONS;

EID: 84870166904     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm302549k     Document Type: Article

References (80)

1. de Paiva, L. B.; Morales, A. R.; Valenzuela Díaz, F. R. Appl. Clay. Sci. 2008, 42, 8
2. Guégan, R.; Gautier, M.; Beny, J.-M.; Muller, F. Clay. Clay Miner. 2009, 57, 502
3. Ruiz-Hitzky, E.; Aranda, P.; Darder, M.; Rytwo, G. J. Mater. Chem. 2010, 20, 9306
4. Ruiz-Hitzky, E.; Aranda, P.; Darder, M.; Ogawa, M. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 801
5. Ohkubo, T.; Saito, K.; Kanehashi, K.; Ikeda, Y. Sci. Technol. Adv. Mater. 2004, 5, 693
6. Ferrage, E.; Lanson, B.; Sakharov, B. A.; Drits, V. A. Am. Mineral. 2005, 90, 1358
7. Karaborni, S.; Smit, B.; Heidug, W.; Urai, J.; van Oort, E. Science 1996, 271, 1102
8. Reinholdt, M.; Miehe-Brendle, J.; Delmotte, L.; Tuilier, M. H.; le Dred, R.; Cortes, R.; Flank, A. M. Eur. J. Inorg. Chem. 2001, 2831
9. Reinholdt, M.; Miehe-Brendle, J.; Delmotte, L.; Le Dred, R.; Tuilier, M. H. Clay Miner. 2005, 40, 177
10. Alba, M. D.; Castro, M. A.; Chain, P.; Naranjo, M.; Perdigon, A. C. Phys. Chem. Miner. 2005, 32, 248
11. Lantenois, S.; Champallier, R.; Beny, J. M.; Muller, F. Appl. Clay. Sci. 2008, 38, 165
12. Decarreau, A.; Bonnin, D.; Badauttrauth, D.; Couty, R.; Kaiser, P. Clay Miner. 1987, 22, 207
13. Kloprogge, J. T.; Vandereerden, A. M. J.; Jansen, J. B. H.; Geus, J. W.; Schuiling, R. D. Clay. Clay Miner. 1993, 41, 423
14. Le Forestier, L.; Muller, F.; Villieras, F.; Pelletier, M. Appl. Clay. Sci. 2010, 48, 18
15. Lippmaa, E.; Magi, M.; Samoson, A.; Engelhardt, G.; Grimmer, A. R. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 4889
16. Sanz, J.; Serratosa, J. M. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 4790
17. Weiss, C. A.; Altaner, S. P.; Kirkpatrick, R. J. Am. Mineral. 1987, 72, 935
18. Altaner, S. P.; Weiss, C. A.; Kirkpatrick, R. J. Nature 1988, 331, 699
19. Ohkubo, T.; Kanehashi, K.; Saito, K.; Ikeda, Y. Clay. Clay Miner. 2003, 51, 513
20. Alba, M. D.; Becerro, A. I.; Castro, M. A.; Perdigon, A. C. Chem. Commun. 2000, 37
21. Alba, M. D.; Becerro, A. I.; Castro, M. A.; Perdigon, A. C.; Trillo, J. M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 3996
22. Alba, M. D.; Castro, M. A.; Naranjo, M.; Perdigon, A. C. Phys. Chem. Miner. 2004, 31, 195
23. Gougeon, R. D.; Reinholdt, M.; Delmotte, L.; Miehe-Brendle, J.; Chezeau, J. M.; Le Dred, R.; Marchal, R.; Jeandet, P. Langmuir 2002, 18, 3396
24. Bielecki, A.; Kolbert, A. C.; de Groot, H. J. M.; Griffin, R. G.; Levitt, M. H. Adv. Magn. Reson. 1990, 14, 111
25. Vinogradov, E.; Madhu, P. K.; Vega, S. Chem. Phys. Lett. 1999, 314, 443
26. Lesage, A.; Sakellariou, D.; Hediger, S.; Elena, B.; Charmont, P.; Steuernagel, S.; Emsley, L. J. Magn. Reson. 2003, 163, 105
27. Salager, E.; Stein, R. S.; Steuernagel, S.; Lesage, A.; Elena, B.; Emsley, L. Chem. Phys. Lett. 2009, 469, 336
28. Amoureux, J. P.; Hu, B. W.; Trebosc, J.; Wang, Q.; Lafon, O.; Deng, F. Solid State Nucl. Mag. 2009, 35, 19
29. Salager, E.; Dumez, J. N.; Stein, R. S.; Steuernagel, S.; Lesage, A.; Elena-Herrmann, B.; Emsley, L. Chem. Phys. Lett. 2010, 498, 214
30. Trebosc, J.; Wiench, J. W.; Huh, S.; Lin, V. S. Y.; Pruski, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7587
31. Trebosc, J.; Wiench, J. W.; Huh, S.; Lin, V. S. Y.; Pruski, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3057
32. Baccile, N.; Laurent, G.; Bonhomme, C.; Innocenzi, P.; Babonneau, F. Chem. Mater. 2007, 19, 1343
33. Sideris, P. J.; Nielsen, U. G.; Gan, Z. H.; Grey, C. P. Science 2008, 321, 113
34. Cadars, S.; Layrac, G.; Gérardin, C.; Deschamps, M.; Yates, J. R.; Tichit, D.; Massiot, D. Chem. Mater. 2011, 23, 2821
35. Sideris, P. J.; Blanc, F.; Gan, Z.; Grey, C. P. Chem. Mater. 2012, 24, 2449
36. Ernst, M.; Samoson, A.; Meier, B. H. J. Magn. Reson. 2003, 163, 332
37. Fung, B. M.; Khitrin, A. K.; Ermolaev, K. J. Magn. Reson. 2000, 142, 97
38. Hediger, S.; Meier, B. H.; Kurur, N. D.; Bodenhausen, G.; Ernst, R. R. Chem. Phys. Lett. 1994, 223, 283
39. Trebosc, J.; Hu, B.; Amoureux, J. P.; Gan, Z. J. Magn. Reson. 2007, 186, 220
40. Hu, B.; Trebosc, J.; Amoureux, J. P. J. Magn. Reson. 2008, 192, 112
41. Brinkmann, A.; Levitt, M. H. J. Chem. Phys. 2001, 115, 357
42. Brinkmann, A.; Kentgens, A. P. M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 14758
43. Iuga, D.; Kentgens, A. P. M. J. Magn. Reson. 2002, 158, 65
44. Meiboom, S.; Gill, D. Rev. Sci. Instrum. 1958, 29, 688
45. Larsen, F. H.; Skibsted, J. r.; Jakobsen, H. J.; Nielsen, N. C. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 7080
46. Hung, I.; Schurko, R. W. Solid State Nucl. Magn. 2003, 24, 78
47. Griffin, J. M.; Berry, A. J.; Ashbrook, S. E. Solid State Nucl. Magn. 2011, 40, 91
48. Massiot, D.; Fayon, F.; Capron, M.; King, I.; Le Calve, S.; Alonso, B.; Durand, J. O.; Bujoli, B.; Gan, Z. H.; Hoatson, G. Magn. Reson. Chem. 2002, 40, 70
49. Segall, M. D.; Lindan, P. J. D.; Probert, M. J.; Pickard, C. J.; Hasnip, P. J.; Clark, S. J.; Payne, M. C. J. Phys.: Condens. Matter 2002, 14, 2717
50. Clark, S. J.; Segall, M. D.; Pickard, C. J.; Hasnip, P. J.; Probert, M. J.; Refson, K.; Payne, M. C. Z. Kristallogr. 2005, 220, 567
51. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865
52. Viani, A.; Gaultieri, A. F.; Artioli, G. Am. Mineral. 2002, 87, 966
53. Vanderbilt, D. Phys. Rev. B 1990, 41, 7892
54. Monkhorst, H. J.; Pack, J. D. Phys. Rev. B 1976, 13, 5188
55. Yates, J. R.; Pickard, C. J.; Mauri, F. Phys. Rev. B 2007, 76, 024401
56. Pallister, P. J.; Moudrakovski, I. L.; Ripmeester, J. A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 11487
57. Sadoc, A.; Body, M.; Legein, C.; Biswal, M.; Fayon, F.; Rocquefelte, X.; Boucher, F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 18539
58. Lee, J. H.; Guggenheim, S. Am. Mineral. 1981, 66, 350
59. Perdikatsis, B.; Burzlaff, H. Z. Kristallogr. 1981, 156, 177
60. O'Boyle, N.; Banck, M.; James, C.; Morley, C.; Vandermeersch, T.; Hutchison, G. Journal of Cheminformatics 2011, 3, 33
61. Mackenzie, K. J. D.; Smith, M. E. Multinuclear Solid-State NMR of Inorganic Materials; Pergamon Press: Oxford, U.K., 2002.
62. Takahashi, T.; Ohkubo, T.; Suzuki, K.; Ikeda, Y. Micropor. Mesopor. Mat. 2007, 106, 284
63. Labouriau, A.; Kim, Y. W.; Earl, W. L. Phys. Rev. B 1996, 54, 9952
64. Stebbins, J. F. In Handbook of Physical Constants; Ahrens, T. J., Ed.; American Geophysical Union: Washington D.C., 1995; Vol. 2.
65. Fyfe, C. A.; Wongmoon, K. C.; Huang, Y.; Grondey, H.; Mueller, K. T. J. Phys. Chem. 1995, 99, 8707
66. DePaul, S. M.; Ernst, M.; Shore, J. S.; Stebbins, J. F.; Pines, A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 3240
67. Eden, M.; Grins, J.; Shen, Z. J.; Weng, Z. J. Magn. Reson. 2004, 169, 279
68. Wiench, J. W.; Tricot, G.; Delevoye, L.; Trebosc, J.; Frye, J.; Montagne, L.; Amoureux, J. P.; Pruski, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 144
69. Cai, Y.; Kumar, R.; Huang, W.; Trewyn, B. G.; Wiench, J. W.; Pruski, M.; Lin, V. S. Y. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 1480
70. Kennedy, G. J.; Wiench, J. W.; Pruski, M. Solid State Nucl. Magn. 2008, 33, 76
71. Pyykko, P. Mol. Phys. 2008, 106, 1965
72. Delville, A.; Porion, P.; Faugere, A. M. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1546
73. Serratosa, J. M.; Bradley, W. F. J. Phys. Chem. 1958, 62, 1164
74. Berglund, B.; Vaughan, R. W. J. Chem. Phys. 1980, 73, 2037
75. Xue, X.; Kanzaki, M. Phys. Chem. Miner. 1998, 26, 14
76. Xue, X. Y.; Kanzaki, M. Solid State Nucl. Magn. 2000, 16, 245
77. Tielens, F.; Gervais, C.; Lambert, J. F.; Mauri, F.; Costa, D. Chem. Mater. 2008, 20, 3336
78. Jeffrey, G. A.; Yeon, Y. Acta Crystallogr., Sect. B 1986, 42, 410
79. Gervais, C.; Coelho, C.; Azais, T.; Maquet, J.; Laurent, G.; Pourpoint, F.; Bonhomme, C.; Florian, P.; Alonso, B.; Guerrero, G.; Mutin, P. H.; Mauri, F. J. Magn. Reson. 2007, 187, 131
80. Smirnov, S. N.; Golubev, N. S.; Denisov, G. S.; Benedict, H.; SchahMohammedi, P.; Limbach, H. H. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 4094