Structure and property studies of hybrid xerogels containing bridged positively charged 1,4-diazoniabicycle[2.2.2]octane dichloride

Arenas, Leliz Ticona; Dias, Susana Oliveira; Moro, Celso Camilo; Costa, Tânia Maria Haas; Benvenutti, Edílson V.; Lucho, Alzira Maria Serpa; Gushikem, Yoshitaka

doi:10.1016/j.jcis.2005.10.007

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“…[11][12][13][14][15] In recent times it was demonstrated that self-organized materials can also be obtained using bridging charged organic groups. 16,17 It is important to point out that the selforganization in silica-based hybrid material has always been associated with the presence of bridging organic groups. Up to the present time, as far as we know, the synthesis of self-organized silica-based hybrid materials containing pendant organic groups has not been reported.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

An innovative series of layered nanostructured aminoalkylsilica hybrid material

Trindade

Stoll

Pereira

et al. 2009

J. Braz. Chem. Soc.

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Uma nova série de amostras de material híbrido à base de sílica, contendo o grupo catiônico amoniopropil ligado na forma pendente, foi obtida usando-se o método sol-gel de síntese, variandose a razão molar entre o precursor inorgânico e o precursor orgânico. A análise termogravimétrica mostrou que as amostras são termicamente estáveis até 260 °C. Os resultados obtidos por difratometria de raios X, microscopia eletrônica de transmissão, ressonância magnética nuclear de 29 Si e análise elementar são compatíveis com o modelo estrutural de camadas de silsesquioxano com distâncias basais de até 5,4 nm, contendo sílica amorfa no espaço entre as camadas.An innovative series of silica-based hybrid materials containing pendant cationic ammoniumpropyl groups was obtained using the sol-gel method, by varying the molar ratio of the inorganic and organic precursors. Thermogravimetric analysis showed that samples were thermally stable up to 260 °C. Results obtained by X-ray diffractometry, transmission electron microscopy, 29 Si nuclear magnetic resonance and elemental analysis were compatible with a silsesquioxane layered structural model showing basal distances up to 5.4 nm, containing amorphous silica in the interlayer space. Keywords: nanostructured materials, layered hybrid materials, silsesquioxanes IntroductionThe development of organic-inorganic silica-based hybrid materials has received growing attention in the last decades. These materials present characteristics of the individual components as well as new unexpected properties.1-6 A satisfactory method to obtain these hybrid materials is the sol-gel synthesis, which allows dispersion of the components in nano or molecular scale, combining their physicochemical properties or producing new ones. Among this ensemble, the self-organized silica-based hybrid materials are very promising, because a great quantity of novel materials with attractive properties can be obtained. [7][8][9][10][11][12] They can be prepared using proper organosilane precursors presenting two or more polycondensation points, which are gelified together with an inorganic alkylorthosilicate precursor. The self-organization of these hybrid materials is imposed by the rigidity of the organic groups chemically bonded in a bridged way to the inorganic moiety. [11][12][13][14][15] In recent times it was demonstrated that self-organized materials can also be obtained using bridging charged organic groups. 16,17 It is important to point out that the selforganization in silica-based hybrid material has always been associated with the presence of bridging organic groups. Up to the present time, as far as we know, the synthesis of self-organized silica-based hybrid materials containing pendant organic groups has not been reported.Another kind of hybrid materials can be obtained by gelation of organosilanes without addition of alkylorthosilicate inorganic precursors. These materials, called silsesquioxanes, have elevated organic content and can also present self-organization properties. Among them, the polyhe...

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

An innovative series of layered nanostructured aminoalkylsilica hybrid material

Trindade

Stoll

Pereira

et al. 2009

J. Braz. Chem. Soc.

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“…73 Esses híbridos podem apresentar características adicionais, se comparados com os do tipo pendente como, por exemplo, uma maior possibilidade de controle das suas propriedades físico-químicas a partir das características estruturais dos grupos que formam ponte. Já foi observado que o tamanho da cadeia orgânica 63,74,75 Também tem sido demonstrada a possibilidade de obtenção de híbridos com estruturas em camadas usando-se bifenileno como grupo orgânico em ponte, nesse caso a rigidez estrutural do bifenileno exerce a função espaçadora, gerando uma estrutura lamelar. 76 Além disso, alguns híbridos do tipo ponte quando submetidos à luz polarizada cruzada, apresentaram birefringência.…”

Section: Materiais Híbridos Auto-organizadosunclassified

“…29,89,90 Adicionalmente, pelo fato desses silsesquioxanos ou híbridos carregados possuírem um contra-íon em sua estrutura, tornam-se potencialmente importantes em diversas áreas, tais como trocadores iônicos, [91][92][93][94][95] na separação e adsorção química e no desenvolvimento de sensores eletroquímicos. 74,89,[96][97][98] Já foram desenvolvidos filmes, 99 membranas, 100 partículas 101 e monólitos 96 de silsesquioxanos e híbridos catiônicos com grupo amônio quaterná-rio. Nesses materiais, o grupo orgânico contendo o sal de amônio caracteriza-se por possuir estabilidade térmica e elevada capacidade de troca aniônica.…”

Section: Materiais Híbridos Auto-organizadosunclassified

Materiais híbridos à base de sílica obtidos pelo método sol-gel

Benvenutti¹,

Moro²,

Costa³

et al. 2009

Quím. Nova

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Recebido em 16/12/08; aceito em 16/3/09; publicado na web em 17/9/09 SILICA BASED HYBRID MATERIALS OBTAINED BY THE SOL-GEL METHOD. This review deals with silica based hybrid materials obtained by the sol-gel method. It involves concepts, classifications and important definitions regarding the sol-gel method that allows obtaining materials with organic and inorganic components dispersed in a molecular or nanometric level. We discuss the properties and characteristics of hybrid materials related to experimental synthesis conditions. We devote a special attention to the nanostructured materials, where the self-organization is imposed by the organic component. Finally, we present some important applications of these materials based on their specific properties.Keywords: organic-inorganic materials; silsesquioxanes; silica based hybrid xerogels. INTRODUÇÃOO desenvolvimento da ciência dos materiais trouxe importantes contribuições no avanço da tecnologia. A busca constante por novos materiais com desempenho e propriedades otimizadas para aplicações inovadoras e o aperfeiçoamento de materiais já existentes é um desafio e um dos motivos da evolução técnica e científica atual.1-8 Nesse contexto, encontra-se a possibilidade de combinar no nível molecular ou nanométrico os componentes orgânico e inorgânico, resultando em novos materiais conhecidos como híbridos organo-inorgânicos.9 Esses materiais híbridos, além de oferecerem a oportunidade de combinar de forma sinérgica as propriedades físico-químicas inerentes de seus constituintes, permitem obter novas propriedades, resultantes da combinação de seus componentes, devido ao tamanho reduzido dos domínios que os compõem.10-13 Para alcançar esse nível tão reduzido de dispersão, pode-se utilizar o método sol-gel de síntese, que envolve a formação de uma rede polimérica inorgânica por reações de gelificação a baixas temperaturas. As reações resultam na transição de um líquido para um sólido, sendo que os reagentes precursores dos componentes, orgânico e inorgânico, que são geralmente alcóxidos de silício ou de metais como alumínio, titânio, zircônio, se encontram inicialmente dissolvidos nesse líquido. No decorrer do processo, as reações de gelificação levam à formação de um estado sol, que se caracteriza por apresentar oligômeros que formarão cadeias de dimensões coloidais e partículas primárias dispersas. A evolução desse processo forma o estado gel que apresenta conectividade entre as unidades de dimensões coloidais, formando uma rede tridimensional, entrelaçada macroscopicamente observável.14 Além da possibilidade de obter os componentes orgânico e inorgâ-nico altamente dispersos, o método sol-gel de síntese apresenta outras características interessantes, tais como: i) as reações de gelificação são processadas a baixas temperaturas, o que permite inserir à matriz sólida biomoléculas como enzimas, proteínas e anticorpos, de difícil incorporação por outros métodos que utilizem temperaturas mais elevadas;15-17 ii) possibilidade de obter materiais sob diferentes configurações ...

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“…The ionic silsesquioxanes provide an increase in the electroactive area of the electrode [32,33]. Moreover, the presence of ionic groups allows their use as anion exchanger materials [22,34,35]. Therefore, it is possible the insertion of anionic electroactive species, which can improve the electrochemical characteristics of the electrode [29,36].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Mesoporous silica xerogel modified with bridged ionic silsesquioxane used to immobilize copper tetrasulfonated phthalocyanine applied to electrochemical determination of dopamine

Deon

Caldas

Rosa

et al. 2014

J Solid State Electrochem

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Silica xerogel was modified with an ionic s i l s e s q u i o x a n e c o n t a i n i n g t h e c a t i o n i c 1 , 4 -diazoniabicyclo[2.2.2]octane bridged group and it was used as matrix for immobilization of copper tetrasulfonated phthalocyanine, resulting in Si/Db/CuTsPc material. This material was characterized by ultraviolet-visible and infrared spectroscopy, elemental and thermogravimetric analyses, nitrogen adsorption-desorption isotherms, and scanning electron microscopy. The Si/Db/CuTsPc material was used to develop a carbon paste electrode for dopamine determination. The electrochemical behavior of dopamine was evaluated by cyclic voltammetry and chronoamperometry. The optimal experimental conditions were determined (pH=4.5 and oxygen atmosphere) using a 0.1 mol L −1 phosphate buffer solution. The carbon paste electrode modified with the Si/Db/CuTsPc material shows a linear response for current intensity with the dopamine concentration in the range of 0.010 to 0.107 mmol L −1 . The detection limit was 0.42 μmol L −1 , and the sensitivity was 7.15 μA (mmol L −1 ) −1 , making the system promising to be applied as electrochemical sensor for dopamine.

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Structure and property studies of hybrid xerogels containing bridged positively charged 1,4-diazoniabicycle[2.2.2]octane dichloride

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An innovative series of layered nanostructured aminoalkylsilica hybrid material

An innovative series of layered nanostructured aminoalkylsilica hybrid material

Materiais híbridos à base de sílica obtidos pelo método sol-gel

Mesoporous silica xerogel modified with bridged ionic silsesquioxane used to immobilize copper tetrasulfonated phthalocyanine applied to electrochemical determination of dopamine

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