Preparation, characterization, and surface modification of periodic mesoporous silicon-aluminum-carbon-nitrogen frameworks

Chemistry of Materials

Volumn 25, Issue 20, 2013, Pages 3957-3970

  Majoulet, O ^a   Salameh, C ^a   Schuster, M E ^b   Demirci, U B ^a   Sugahara, Y ^c   Bernard, S ^a   Miele, P ^a  

^a UNIVERSITÉ DE MONTPELLIER   (France)

^b FRITZ HABER INSTITUT DER MAX PLANCK GESELLSCHAFT   (Germany)

^c WASEDA UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

hydrogen production; ordered mesoporosity; platinum nanoparticles; polyaluminosilazane; silicon aluminum carbon nitrogen

Indexed keywords

ALUMINUM METALLOGRAPHY; ALUMINUM NITRIDE; AMMONIA; AMORPHOUS MATERIALS; BLENDING; CATALYSTS; CERAMIC MATERIALS; COST EFFECTIVENESS; HIGH RESOLUTION TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; HYDROGEN PRODUCTION; III-V SEMICONDUCTORS; MESOPOROUS MATERIALS; NITRIDES; NITROGEN; NITROGEN REMOVAL; POLYMERS; PORE SIZE; POWDERS; SILICON NITRIDE; SODIUM BOROHYDRIDE;

ALKALINE SOLUTIONS; AMMONIA ATMOSPHERE; HEXAGONAL SYMMETRY; ORDERED MESOPOROSITY; PERHYDROPOLYSILAZANE; PLATINUM NANO-PARTICLES; POLYALUMINOSILAZANE; SMALL ANGLE X-RAY DIFFRACTIONS;

AMORPHOUS SILICON;

EID: 84886682615     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm401605a     Document Type: Article

References (138)

1. Beaumont, S. K. J. Chem. Technol. Biotechnol. 2012, 87, 595
2. Thomas, J. M.; Johnson, B. F. G.; Raja, R.; Sankar, G.; Midgley, P. A. Acc. Chem. Res. 2003, 36, 20
3. Zhang, C.; Lercher, J. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 5935
4. Ortel, E.; Sokolov, S.; Zielke, C.; Lauermann, I.; Selve, S.; Weh, K.; Paul, B.; Polte, J.; Kraehnert, R. Chem. Mater. 2012, 24, 3828
5. Brunelli, N. A.; Venkatasubbaiah, K.; Jones, C. W. Chem. Mater. 2012, 24, 2433
6. Mondloch, J. E.; Bayram, E.; Finke, R. G. J. Mol. Catal. A 2012, 355, 1
7. Roberson, A.; Matsumoto, T.; Ogo, S. Dalton Trans. 2011, 40, 10304
8. Lizarraga, L.; Souentie, S.; Boreave, A.; George, C.; D'Anna, B.; Vernoux, P. Environ. Sci. Technol. 2011, 45, 10591
9. Schweitzer, N. M.; Schaidle, J. A.; Ezekoye, O. K.; Pan, X.; Linic, S.; Thompson, L. T. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2378
10. Haryanto, A.; Fernando, S. D.; To, S. D. F.; Steele, P. H.; Pordesimo, L.; Adhilari, S. Thermodyn. Catal. 2011, 2, 1
11. Wang, Z.; Yan, Z.; Liu, C.; Goodman, D. W. Chem. Catal. Chem. 2011, 3, 551
12. Yadav, M.; Xu, Q. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 9698
13. Kouamé, N. A.; Robert, D.; Keller, V.; Keller, N.; Pham, C.; Nguyen, P. Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2012, 19, 3727
14. Hilder, T. A.; Yang, R.; Gordon, D.; Rendell, A. P.; Chung, S.-H. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 4465
15. Bill, J.; Aldinger, F. Adv. Mater. 1995, 7, 775
16. Riedel, R. From Molecules to Materials-A novel route for the synthesis of advanced ceramics Naturwissenschaften 1995, 82, 12-20
17. Greil, P. Adv. Eng. Mater. 2000, 2, 339
18. Riedel, R.; Mera, G.; Hauser, R.; Klonczynski, A. J. Ceram. Soc. Jpn. 2006, 114, 425
19. Miele, P.; Bernard, S.; Cornu, D.; Toury, B. Soft. Mater. 2006, 4, 249
20. Riedel, R.; Ionescu, E.; Chen, I-W. Modern Trends in Advanced Ceramics; Riedel, R.; Chen, I-W., Eds.; Ceramics Science and Technology, Vol. 1: Structures; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2008.
21. Colombo, P.; Soraru, G. D.; Riedel, R.; Kleebe, H. J., Eds. Polymer Derived Ceramics. From Nano-Structure to Application; DEStech Publications: Lancaster, PA, 2009.
22. Colombo, P.; Mera, G.; Riedel, R.; Soraru, G. D. J. Am. Ceram. Soc. 2010, 93, 1805
23. Design, Processing and Properties of Ceramic Materials from Preceramic Precursors; Bernard, S., Ed.; Materials Science and Technologies; Nova Publishers: New York, 2012.
24. Riedel, R.; Ionescu, E. Polymer Processing of Ceramics in Ceramics and Composites Processing Methods. Bansal, N. P.; Boccaccini, A. R., Eds.; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: Weinheim, Germany, 2012, pp 235-270.
25. Ionescu, E. Polymer-Derived Ceramics; Riedel, R.; Chen, I-W., Eds.; Ceramic Science and Technology, Vol. 3; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2012; pp 457-500.
26. Riedel, R. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 5029
27. Salles, V.; Bernard, S.; Brioude, A.; Cornu, D.; Miele, P. Nanoscale 2010, 2, 215
28. Duperrier, S.; Bernard, S.; Calin, A.; Sigala, C.; Chiriac, R.; Miele, P.; Balan, C. Macromolecules 2007, 40, 1028
29. Toutois, P.; Miele, P.; Jacques, S.; Cornu, D.; Bernard, S. J. Am. Ceram. Soc. 2006, 89, 42
30. Bernard, S.; Ayadi, K.; Létoffé, J.-M.; Chassagneux, F.; Berthet, M.-P.; Cornu, D.; Miele, P. J. Solid-State Chem. 2004, 177, 1803
31. Jiang, Z.; Interrante, L. V. Chem. Mater. 1990, 2, 439
32. Seyferth, D.; Mignani, G. J. Mater. Sci. Lett. 1988, 7, 487
33. Xie, Z.; Cao, S.; Wang, J.; Yan, X.; Bernard, S.; Miele, P. Mater. Sci. Eng., A 2010, 527, 7086
34. Ionescu, E.; Kleebe, H.-J.; Riedel, R. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 5032
35. Glatz, G.; Schmalz, T.; Kraux, T.; Haarmann, F.; Motz, G.; Kempe, R. Chem.-Eur. J. 2010, 16, 4231
36. Zaheer, M.; Schmalz, T.; Motz, G.; Kempe, R. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 5102
37. Zaheer, M.; Keenan, C. D.; Hermannsdörfer, J.; Roessler, E.; Motz, G.; Senker, J.; Kempe, R. Chem. Mater. 2012, 24, 3952
38. Majoulet, O.; Bechelany, M. C.; Sandra, F.; Bonnefont, G.; Fantozzi, G.; Joly-Pottuz, L.; Malchere, A.; Bernard, S.; Miele, P. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 10991
39. Shi, Y. F.; Meng, Y.; Chen, D. H.; Cheng, S. J.; Chen, P.; Yang, T. F.; Wan, Y.; Zhao, D. Y. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 561
40. Yan, J.; Wang, A. J.; Kim, D. P. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 5429
41. Krawiec, P.; Kaskel, S. J. Solid. State Chem. 2006, 179, 2281
42. Krawiec, P.; Geiger, D.; Kaskel, S. Chem. Commun. 2006, 2469
43. Yan, J.; Wang, A.; Kim, D.-P. Microporous Mesoporous Mater. 2007, 100, 128
44. Nghiem, Q. D.; Kim, D.; Kim, D. P. Adv. Mater. 2007, 19, 2351
45. Shi, Y.; Wan, Y.; Zhai, Y.; Liu, R.; Meng, Y.; Tu, B.; Zhao, D. Chem. Mater. 2007, 19, 1761
46. Shiraishi, S.; Kikuchi, A.; Sugimoto, M.; Yoshikawa, M. Chem. Lett. 2008, 37, 574
47. Shi, Y.; Wan, Y.; Tu, B.; Zhao, D. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 112
48. Yan, X. B.; Gottardo, L.; Bernard, S.; Dibandjo, P.; Brioude, A.; Moutaabbid, H.; Miele, P. Chem. Mater. 2008, 20, 6325
49. Majoulet, O.; Alauzun, J. G.; Gottardo, L.; Gervais, C.; Schuster, M. E.; Bernard, S.; Miele, P. Microporous Mesoporous Mater. 2011, 140, 40
50. Bernard, S.; Majoulet, O.; Sandra, F.; Malchere, A.; Miele, P. Adv. Eng. Mater. 2013, 15, 134
51. Shi, Y.; Wan, Y.; Zhao, D. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 3854
52. Borchardt, L.; Hoffman, C.; Oschatz, M.; Mammitzsch, L.; Petasch, U.; Hermann, M.; Kaskel, S. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 5053
53. Xu, X.; Li, Y.; Gong, Y.; Zhang, P.; Li, H.; Wang, Y. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16987
54. Li, X.-H.; Wang, X.; Antonietti, M. Chem. Sci. 2012, 3, 2170
55. Wang, Y.; Yao, J.; Li, H.; Su, D.; Antonietti, M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2362
56. Datta, K. K. R.; Basireddy, B. V.; Ariga, K.; Vinu, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 5961
57. Semencha, A. V.; Blinov, L. N. Glass Phys. Chem. 2010, 36, 199
58. Schwarzer, A.; Saplinova, T.; Kroke, E. Coord. Chem. Rev. 2013, 257, 2032
59. Demirci, U. B.; Bernard, S.; Chiriac, R.; Toche, F.; Miele, P. J. Power Sources 2011, 196, 279
60. Moury, R.; Moussa, G.; Demirci, U. B.; Hannauer, J.; Bernard, S.; Petit, E.; Van der Lee, A.; Miele, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 1768
61. Moussa, G.; Bernard, S.; Demirci, U. B.; Chiriac, R.; Miele, P. Int. J. Hydrogen Energy 2012, 37, 13437
62. Gutowska, A.; Li, L.; Shin, Y.; Wang, C. M.; Li, X. S.; Linehan, J. C.; Smith, R. S.; Kay, B. D.; Schmid, B.; Shaw, W.; Gutowski, M.; Autrey, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 117, 3644
63. Alauzun, J. G.; Ungureanu, S.; Brun, N.; Bernard, S.; Miele, P.; Backov, R.; Sanchez, C. J. Mater. Chem. 2011, 21, 14025
64. Schlienger, S.; Alauzun, J.; Michaux, F.; Vidal, L.; Parmentier, J.; Gervais, C.; Babonneau, F.; Bernard, S.; Miele, P.; Parra, J. B. Chem. Mater. 2012, 24, 88
65. Bernard, S.; P. Miele, P. J. Ceram. Sci. Technol. 2013, 4, 113
66. Bernard, S.; Weinmann, M.; Cornu, D.; Miele, P.; Aldinger, F. J. Eur. Ceram. Soc. 2005, 25, 251
67. Bernard, S.; Weinmann, M.; Gerstel, P.; Miele, P.; Aldinger, F. J. Mater. Chem. 2005, 5, 289
68. Bernard, S.; Duperrier, S.; Cornu, D.; Miele, P.; Weinmann, M.; Balan, C.; Aldinger, F. J. Optoelectron. Adv. Mater. 2006, 8, 648
69. Gottardo, L.; Bernard, S.; Berthet, M.-P.; Miele, P. Key Eng. Mater. 2008, 368-372, 926
70. Gottardo, L.; Bernard, S.; Gervais, C.; Inzenhofer, K.; Motz, G.; Weinmann, M.; Balan, C.; Miele, P. J. Mater. Chem. 2012, 22, 7739
71. Gottardo, L.; Bernard, S.; Gervais, C.; Weinmann, M.; Miele, P. J. Mater. Chem. 2012, 22, 17923
72. Ouyang, T.; Gottardo, L.; Bernard, S.; Chiriac, R.; Balan, C.; Miele, P. J. Appl. Polym. Sci. 2013, 128, 248
73. Riedel, R.; Kienzle, A.; Dressler, W.; Ruwisch, L.; Bill, J.; Aldinger, F. Nature 1996, 382, 796-798
74. Aldinger, F.; Weinmann, M.; Bill, J. Pure Appl. Chem. 1998, 70, 439
75. Weinmann, M.; Haug, R.; Bill, J.; Aldinger, F.; Schuhmacher, J.; Müller, K. J. Organomet. Chem. 1997, 541, 345
76. Wideman, T.; Cortez, E.; Remsen, E. E.; Zank, G. A.; Carrol, P. J.; Sneddon, L. G. Chem. Mater. 1997, 9, 2218
77. Srivastava, D.; Duesler, E. N.; Paine, R. T. Eur. J. Inorg. Chem. 1998, 6, 855
78. Baldus, H. P.; Jansen, M.; Sporn, D. Science 1999, 285, 699
79. Weinmann, M.; Schuhmacher, J.; Kummer, H.; Prinz, S.; Peng, J.; Seifert, H. J.; Christ, M.; Müller, K.; Bill, J.; Aldinger, F. Chem. Mater. 2000, 12, 623
80. Yang, H.; Deschatelets, P.; Brittain, S. T.; Whitesides, G. M. Adv. Mater. 2001, 13, 54
81. Garcia, C. B. W.; Lovell, C.; Curry, C.; Faught, M.; Zhang, Y.; Wiesner, U. J. Polym. Sci. B: Polym. Phys. 2003, 41, 3346
82. Baldus, H. P.; Passing, G.; Sporn, D.; Thierauf, A. Ceram. Trans. 1995, 58, 75
83. Butchereit, E.; Nickel, K. G.; Muller, A. J. Am. Ceram. Soc. 2001, 84, 2184
84. Roeb, M.; Neises, M.; Monnerie, N.; Call, F.; Simon, H.; Sattler, C.; Schmücker, M.; Pitz-Paal, R. Materials 2012, 5, 2015
85. Smestad, G. P.; Steinfeld, A. Ind. Eng. Chem. Res. 2012, 51, 11828
86. Lewis, M. H.; Barnard, P. J. Mater. Sci. 1980, 15, 443
87. MacKenzie, K. J. D.; Shimada, S.; Aoki, T. J. Mater. Chem. 1997, 7, 527
88. Nordberg, L.-O.; Nygren, M.; Käll, P.-O.; Shen, Z. J. Am. Ceram. Soc. 1980, 81, 1461
89. An, L.; Wang, Y.; Bharadwaj, L.; Zhang, L.; Fan, Y.; Jiang, D.; Sohn, Y.-h.; Desai, V. H.; Kapat, J.; Chow, L. C. Adv. Eng. Mater. 2004, 6, 337
90. Rafaniello, W.; Cho, K.; Virkar, A. V. J. Mater. Sci. 1981, 16, 3479
91. Zangvil, A.; Ruh, R. J. Am. Ceram. Soc. 1982, 65, 260
92. Zangvil, A.; Ruh, R. J. Am. Ceram. Soc. 1988, 71, 884
93. Wei, W.-C. J.; Lee, R.-R. J. Mater. Sci. 1991, 26, 2930
94. Huang, J.-M.; Jih, J.-M. J. Mater. Res. 1995, 10, 651
95. Huang, J.-L.; Jih, J.-M. J. Am. Ceram. Soc. 1996, 79, 1262
96. Chew, K. W.; Sellinger, A.; Laine, R. M. J. Am. Ceram. Soc. 1999, 82, 857
97. Hagen, E.; Grande, T.; Einarsrud, M.-A. J. Am. Ceram. Soc. 2004, 87, 1200
98. Paciorek, K. J. L.; Nakahara, J. H.; Hoferkamp, L. A.; George, C.; Flippenanderson, J. L.; Gilardi, R.; Schmidt, W. R. Chem. Mater. 1991, 3, 82
99. Janik, J. F.; Duesler, E. N.; Paine, R. T. Inorg. Chem. 1987, 26, 4341
100. Czekaj, C. L.; Hackney, M. L. J.; Hurley, W. J.; Interrante, L. V.; Sigel, G. A.; Schields, P. J.; Slack, G. A. J. Am. Ceram. Soc. 1990, 73, 352
101. Interrante, L. V.; Czekaj, C. L.; Hackney, M. L. J.; Sigel, G. A.; Schields, P. J.; Slack, G. A. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1988, 121, 465
102. Boury, B.; Seyferth, D. Appl. Organomet. Chem. 1999, 13, 431
103. Berger, F.; Weinmann, M.; Aldinger, F.; Müller, K. Chem. Mater. 2004, 16, 919
104. Mori, Y.; Ueda, T.; Kitaoka, S.; Sugahara, Y. J. Ceram. Soc. Jpn 2006, 114, 497
105. Termoss, H.; Bechelany, M.; Toury, B.; Brioude, A.; Bernard, S.; Cornu, D.; Miele, P. J. Eur. Ceram. Soc. 2009, 29, 857
106. Zhao, D.; Feng, J.; Huo, Q.; Melosh, N.; Fredrickson, G. H.; Chmelka, B. F.; Stucky, G. D. Science 1998, 279, 548
107. Ryoo, R.; Joo, S. H.; Jun, S. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 7745
108. Akdim, O.; Demirci, U. B.; Miele, P. Int. J. Hydrogen Energy 2011, 36, 13669
109. Isoda, T.; Kaya, H.; Nishii, H.; Funayama, O.; Suzuki, T.; Tashiro, Y. J. Inorg. Organomet. Polym. 1992, 2, 151
110. Seyferth, D.; Wiseman, G. H.; Prud'homme, C. J. Am. Ceram. Soc. 1983, 66, C-13
111. Blanchard, C. R.; Schwab, S. T. J. Am. Ceram. Soc. 1994, 77, 1729
112. Fooken, U.; Khan, M. A.; Wehmschulte, R. J. Inorg. Chem. 2001, 40, 1316
113. Löffelholz, J.; Jansen, M. Adv. Mater. 1995, 7, 289
114. Pure Appl. Chem. 1985, 57, 603
115. Pure Appl. Chem. 1994, 66, 1739
116. Burgess, C. G. V.; Everett, D. H.; Nuttall, S. Pure Appl. Chem. 1989, 61, 1845
117. Bernard, S.; Fiaty, K.; Cornu, D.; Miele, P.; Laurent, P. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 9048
118. Bernard, S.; Chassagneux, F.; Berthet, M. P.; Cornu, D.; Miele, P. J. Am. Ceram. Soc. 2005, 88, 1607
119. Mutin, H. P. J. Am. Ceram. Soc. 2002, 85, 1185
120. Iwamoto, Y.; Völger, W.; Kroke, E.; Riedel, R.; Saitou, T.; Matsunaga, K. J. Am. Ceram. Soc. 2001, 84, 2170
121. Widgeon, S.; Mera, G.; Gao, Y.; Sen, S.; Navrotsky, A.; Riedel, R. J. Am. Ceram. Soc. 2013, 96, 1651
122. Janakiraman, N.; Weinmann, M.; Schuhmacher, J.; Müller, K.; Bill, J.; Aldinger, F. J. Am. Ceram. Soc. 2002, 85, 1807
123. Kim, H.-E.; Moorhead, A. J. J. Am. Ceram. Soc. 1994, 77, 1037
124. Lavrenko, V. A.; Alexeev, A. F. Ceram. Int. 1983, 9, 80
125. Bowen, P.; Highfield, J. G.; Mocellin, A.; Ring, T. A. J. Am. Ceram. Soc. 1990, 73, 724
126. Chollon, G. In Polymer-Derived Ceramics: From Nano-structure to Applications; Colombo, P.; Riedel, R.; Soraru, G. D.,; Kleebe, H.-J., Eds.; DEStech Publications: Lancaster, PA, 2009.
127. Opila, E. J.; Robinson, R. C.; Cuy, M. D.; Gray, H. R. High Temperature Corrosion of Silicon Carbide and Silicon Nitride in Water Vapor, NASA Technical Report, 2002; 12 pp.
128. Hirayama, H.; Kawakubo, T.; Goto, A.; Kaneko, T. J. Am. Ceram. Soc. 1989, 72, 2049
129. Jacobson, N. S.; Gogotsi, Y. G.; Yoshimura, M. J. Mater. Chem. 1995, 5, 595
130. Ruiz de Sola, E.; Torres, F. J.; Alarcón, J. J. Eur. Ceram. Soc. 2006, 26, 2279
131. Wahl, F. M.; Grim, R. E.; Graf, R. B. Am. Mineral. 1961, 46, 1064
132. Chamoun, R.; Demirci, U. B.; Cornu, D.; Zaatar, Y.; Khoury, A.; Khoury, R.; Miele, P. Appl. Surf. Sci. 2010, 256, 7684
133. Akdim, O.; Chamoun, R.; Demirci, U. B.; Zaatar, Y.; Khoury, A.; Miele, P. Int. J. Hydrogen Energy 2011, 36, 14527
134. Liu, B. H.; Li, Z. P. J. Power Sources 2009, 187, 527
135. Demirci, U. B.; Akdim, O.; Andrieux, J.; Hannauer, J.; Chamoun, R.; Miele, P. Fuel Cells 2010, 3, 335
136. Muir, S. S.; Yao, X. Int. J. Hydrogen Energy 2011, 36, 5983
137. Kuppan, B.; Selvam, P. Prog. Nat. Sci.: Mater. Int. 2012, 22, 616
138. Konya, Z.; Molnar, E.; Tasi, G.; Niesz, K.; Somorjai, G. A.; Kiricsi, I. Catal. Lett. 2007, 113, 19