Molecular design of hybrid organic-inorganic nanocomposites synthesized via sol-gel chemistry

Sánchez, Clément; Ribot, François; Lebeau, Bénédicte

doi:10.1039/a805538f

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“…The use of organic dyes in a hybrid organic-inorganic matrix has better characteristics than an organic matrix because the dye colored hybrid films have enhanced mechanical properties like higher hardness and stronger abrasion resistance [7]. With respect to inorganic sol-gel films, hybrid films also provide several advantages such as much better adhesion, transparency, flexibility, reduced surface roughness, and better refractive index matching [8][9][10][11][12].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

New Hybrid Materials Synthesized with Different Dyes by Sol-Gel Method

Gheonea

Crasmareanu

Pleşu

et al. 2017

Advances in Materials Science and Engineering

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One well-known method for hybrids synthesis with incorporated organic dyes is sol-gel method, which is based on the concept of molecular manipulation to design ceramics, glasses, and composites. The low-temperature process allows for the incorporation of guest organic molecules within the inorganic matrix, as well as for the synthesis of hybrid networks in which the organic and inorganic phases are interpenetrating. The aim of the work presented in this paper was the preparation of the gels with three different dyes, at different molar ratios by using the hydrolytic sol-gel process. The interaction of the dye and the oxide was examined by UV-vis spectroscopy and FT-IR. The thermal stability of the hybrid organic-inorganic xerogel formed here was studied by thermal analysis. The micrographs obtained by scanning electron microscopy (SEM) revealed the high density of the films. Such characteristics indicate the possible application of these films in solar cells.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

New Hybrid Materials Synthesized with Different Dyes by Sol-Gel Method

Gheonea

Crasmareanu

Pleşu

et al. 2017

Advances in Materials Science and Engineering

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“…The raw materials used in the preparation of the samples were: metiltrietoxysilane (Si(CH 3 )(OCH 2 CH 3 ) 3 , MTEOS, purity >98% Fluka), metildietoxysilane (SiH(CH 3 )(OCH 2 CH 3 ) 2 , MDES, purity 100%, ABCR), trietoxysilane (SiH(OCH 2 CH 3 ) 3 , TREOS, purity >98%, Fluka), tetrapropaxide of zirconium ( Z r ( O P r n ) 4 , i n p ro p a n o l a t 70 wt%, Fluka), acetylacetone (CH 3 COCH 2 COCH 3 , acac, purity 99.5%, Fluka), ethanol (CH 3 CH 2 OH, purity 99.5%, Normasolv), EuCl 3 (purity 99.9%, Strem) and Ce(NO 3 ) 4 ·2NH 4 NO 3 (purity 99.9%, Merck). The reactives were used without an additional purification.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Respuesta óptica de materiales hibridos dopados con Ce(III) y Eu(II) sintetizados mediante procesado Sol-Gel

Cordoncillo¹,

Carda²,

Beltrán³

et al. 2000

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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La preparación de materiales por métodos sol-gel para su aplicación en el campo de la óptica es un área de gran interés por sus implicaciones tecnológicas (1,2). Los procesos sol-gel ofrecen una serie de ventajas frente a los métodos tradicionales cerámicos ya que, generalmente, permiten un mejor control de la estructura y microestructura de los sistemas, consiguiéndo-se materiales de alta pureza sin tener que alcanzar altas temperaturas, lo que conlleva a su uso en nuevas aplicaciones, al conformado en forma de películas finas, capas, monolitos, fibras, etc. (2-4).Las características del procesado sol-gel: precursores metalorgánicos, disolventes orgánicos y bajas temperaturas de sín-tesis, permiten la introducción de moléculas orgánicas en una red inorgánica en un gran intervalo de composiciones, obteniéndose materiales híbridos extremadamente versátiles en IntroductIonThe preparation of materials via sol-gel for their application in the optics field is a very interesting area due to its technological implications (1,2). Sol-gel processes offer a series of advantages when compared to the traditional ceramic methods, as they usually allow a better control of the structure and microstructure of the systems. Thus obtaining very pure materials with no need for high temperatures, which leads to their use in new applications, the conforming of thin films, coats, monoliths, fibres, and so on (2-4).The sol-gel method (metal-organic precursors, organic solvents, and low synthesis temperatures) allows the introduction of organic molecules within an inorganic network in a wide range of compositions. In this way, hybrid materials with very versatile compositions are obtained, providing the possibility of modulating their optical, electrical, and magnetic properties among others (5-8). 3 (TREOS), sistema B, en presencia de n-propóxido de circonio. Se efectúa una variación del sistema A por adición de acetilacetona, sistema A-acac. Las matrices se caracterizan por espectroscopia infrarroja, resonancia magné-tica nuclear (RMN-MAS) y análisis químico. Se estudian las características ópticas de los materiales obtenidos. Las matrices A-acac y B se dopan con una sal de Eu(III) y las matrices A y B con una sal de Ce(IV). Los estudios de absorción y emisión indican la presencia de Eu(II) y Ce(III), es decir estos estados de oxidación se han generado in situ a temperatura ambiente en los sistemas estudiados, debido a la presencia de hidrógeno generado procedente de la rotura de los enlaces Si-H catalizada por la presencia de n-propóxido de circonio. Dependiendo del método de síntesis, los materiales híbridos resultantes pueden constituirse en forma de monolitos, películas, fibras, etc. transparentes en el intervalo UV-visible. Tanto las matrices sin dopar con las dopadas con iones de tierras raras exhiben una fuerte emisión azul. Palabras clave: sol-gel, materiales híbridos, tierras raras, luminiscenciaThis study deals with the preparation of two hybrid organic-inorganic matrices via sol-gel, starting from alkylalkoxisilanes Si(CH...

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“…Uma das características principais oferecidas pelo processo sol-gel é permitir a inserção de molé-culas orgânicas em uma rede polimérica inorgânica. Os componentes inorgânicos e orgânicos desejados podem, então, ser combinados em escala nanométrica, originando os híbridos inorgânico-orgâni-cos. Esta técnica experimental apresenta algumas vantagens inerentes sobre outras na obtenção desses híbridos, como o controle da estrutura, porosidade com formação de materiais meso ou microporosos, composição homogênea, pureza e habilidade para preparação de materiais modulados com partículas esféricas, fibras ou filmes finos [94][95][96] . Esse processo é, geralmente, dividido em dois estágios: hidrólise do alcóxido onde são produzidos os grupos hidroxilas e policondensação dos mesmos com os grupos alcóxido remanescentes, podendo estas reações ocorrerem tanto em meio ácido como bási-co 97 .…”

unclassified

Híbridos inorgânico-orgânicos derivados da reação de filossicatos com organossilanos

Fonseca¹,

Airoldi²

2003

Quím. Nova

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Recebido em 24/6/02; aceito em 24/2/03 INORGANIC-ORGANIC HYBRIDS DERIVED FROM THE REACTION OF PHYLLOSILICATES WITH ORGANOSILANES.Silylation reactions involving hydroxylated surfaces are an important route for synthesis of new materials that could present selected properties, for application in different areas such as catalysis, chromatography, adsorption and electrochemistry. An overview of many synthetic routes, comprising organosilanes to yield phyllosilicates is now presented.Keywords: inorganic-organic hybrids; phylosilicates; silytation. INTRODUÇÃONestas últimas décadas, uma variedade de superfícies passou a despertar enorme interesse em aplicações, desde que se iniciou o processo de imobilização nesses suportes, graças ao uso de agentes sililantes. Esses agentes possibilitam a fixação de moléculas covalentemente em superfícies, sendo que diferentes grupos funcionais podem fazer parte das estruturas moleculares ancoradas 1 . Dentre essas superfícies inorgânicas sobressai à sílica gel, que continua sendo muito procurada para efetivação dos vários processos envolvidos na modificação química, com o intuito de se vislumbrar aplicações tanto do ponto de vista acadêmico como tecnológico 1,2 . De maneira idêntica à sílica, inúmeros materiais naturais ou sintéti-cos, como exemplo os minerais, também dispõem de grupos hidroxilados sobre a superfície, os quais desempenham papel fundamental na habilidade em reagir. No caso particular dos minerais argilosos, as suas propriedades lamelares permitem modificações quími-cas, que ocorrem por reações de intercalação de moléculas orgânicas ou troca dos cátions originalmente presentes nas lacunas interlamelares. Essa rota é eficaz para que se processe a imobilização de catalisadores complexos na estrutura de minerais, tornando possível a efetivação de reações no estado sólido, com grande semelhança àquelas que ocorrem em solução 3 . Este fato minimiza muitas barreiras técnicas e tecnológicas associadas ao uso desses complexos como catalisadores homogêneos.Apesar da facilidade experimental de algumas dessas reações, o interesse por compostos sintéticos aumentou desde que se puderam obter materiais com composição química definida e sem a presença de impurezas. Aspectos estruturais também podem ser controlados, de forma que, tanto estruturas cristalinas como defeituosas, podem ser sintetizadas, direcionando-as para aplicações mais específicas como, por exemplo, a catálise. Neste particular, destacam-se mais recentemente os filossilicatos modificados organicamente, os quais tiveram um grande impulso preparativo com o domínio do processo sol-gel [4][5][6][7][8][9][10][11][12] . Desse modo, a obtenção de novas estruturas, bem como o estudo mais detalhado das condições experimentais, aplicação desses novos compostos e até modelagem de sistemas, são importantes na tentativa de descoberta de novos materiais.No âmbito dessa abordagem uma revisão será apresentada, envolvendo algumas considerações sobre os métodos de modificação química de superfícies hidroxiladas com grupos orgânicos der...

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Molecular design of hybrid organic-inorganic nanocomposites synthesized via sol-gel chemistry

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New Hybrid Materials Synthesized with Different Dyes by Sol-Gel Method

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Respuesta óptica de materiales hibridos dopados con Ce(III) y Eu(II) sintetizados mediante procesado Sol-Gel

Híbridos inorgânico-orgânicos derivados da reação de filossicatos com organossilanos

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