高解像度の冷凍電子顕微鏡では,メソポラスシリカ合成における六角形から二連続体への立方相移行の詳細を明らかにした
Liora Omer1, Sharon Ruthstein, Daniella Goldfarb
1Department of Chemical Engineering, Technion-Israel Institute of Technology, Haifa 32000, Israel.
Journal of the American Chemical Society
|August 12, 2009
まとめ
私たちは,大きな孔を持つ立方体イア3dシリカメソポラス材料の構造的変化を調査しました. 六角形相は,穿孔した層相に変形し,次に,最終の立方相を形成する前に,二連続構造になります.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
- 化学 化学は化学です.
背景:
- 大きな孔を持つメソポラスシリカ材料は,触媒と薬物投与などのアプリケーションに不可欠です.
- 形成メカニズムを理解することは,構造と特性を制御する鍵です.
- Pluronic P123とブタノールは,これらの材料を合成するための一般的な構造指向剤です.
研究 の 目的:
- シリカ・メソポラス材料における六角形から立方形のIα3d相への構造的進化を調査する.
- 大孔の立方体シリカ構造の形成メカニズムを解明する.
- 異なる反応段階でブタノールが加わるときの構造的進化経路を比較する.
主な方法:
- 低温高解像度スキャニング電子顕微鏡 (cryo-HRSEM).
- フリーズ・フラクチャー・レプリケーション (FFR) 伝送電子顕微鏡 (TEM).
- Pluronic P123とブタノールを使用して,シリカベースのメソポラス材料の合成.
主要な成果:
- 六角形の段階は,穿孔層 (PL) 段階に進化し,その後,二連続構造を形成します.
- 最終的な立方体Ia3dフェーズは,PLフェーズの層の中で形成され,その方向性を維持します.
- 2つの形成メカニズムが観察されました:シリンダー融合によるPLへの六角形,およびシリンダー分岐による小さな直接の六角形から立方形への移行です.
結論:
- 六角形から立方体I3dメソポラスシリカへの構造的進化には,中間の穴開き層と二連鎖の相が含まれています.
- 円筒の融合と分岐は,これらの構造的移行を推進する重要なメカニズムです.
- 構造進化の動態は,ブタノール添加のタイミングによって異なりますが,経路は一貫しています.
