Linking interfacial chemistry of CO2 to surface structures of hydrated metal oxide nanoparticles: hematite

文献情報

出版日 2013-03-18
DOI 10.1039/C3CP44264K
インパクトファクター 3.676
著者

Irina V. Chernyshova, Sathish Ponnurangam, Ponisseril Somasundaran


原文を見る

要旨

A better understanding of interaction with dissolved CO2 is required to rationally design and model the (photo)catalytic and sorption processes on metal (hydr)oxide nanoparticles (NPs) in aqueous media. Using in situ FTIR spectroscopy, we address this problem for rhombohedral 38 nm hematite (α-Fe2O3) nanoparticles as a model. We not only resolve the structures of the adsorbed carbonate species, but also specify their adsorption sites and their location on the nanoparticle surface. The spectral relationships obtained present a basis for a new method of characterizing the microscopic structural and acid–base properties (related to individual adsorption sites) of hydrated metal (hydr)oxide NPs using atmospherically derived CO2 as a probe. Specifically, we distinguish two carbonate species suggesting two principally different adsorption mechanisms. One species, which is more weakly adsorbed, has an inner-sphere mononuclear monodentate structure which is formed by a conventional ligand-exchange mechanism. At natural levels of dissolved carbonate and pH from 3 to 11, this species is attached to the most acidic/reactive surface cations (surface states) associated with ferrihydrite-like surface defects. The second species, which is more strongly adsorbed, presents a mixed C and O coordination of bent CO2. This species uniquely recognizes the stoichiometric rhombohedral {104} facets in the NP texture. Like in gas phase, it is formed through the surface coordination of molecular CO2. We address how the adsorption sites hosting these two carbonate species are affected by the annealing and acid etching of the NPs. These results support the nanosize-induced phase transformation of hematite towards ferrihydrite under hydrous conditions, and additionally show that the process starts from the roughened areas of the facet intersections.

関連文献

Dynamic poly(hindered urea) hybrid network materials crosslinked with reactive methacrylate polymer

Twinkal Patel, Junyoung Park, Zhibin Ye, Hyunhyub Ko, Hyun Wook Jung, Jung Kwon Oh

2023-10-27 Paper

DOI: 10.1039/D3PY01107K

Achieving two-photon fluorescence bioimaging and photodynamic therapy for D–A conjugated polymers through manipulating twisted intramolecular charge transfer

Shengzu Liao, Tianze Hu, Peiling Chen, Chunxiao Wang, Ting Guo, Renqiang Yang

2023-11-10 Paper

DOI: 10.1039/D3PY01093G

Front cover

2023-12-19 Cover

DOI: 10.1039/D4PY90001D

Molecular engineering of donor–acceptor sp2-carbon-linked covalent organic frameworks for enhancing photocatalytic hydrogen production

Mei Xu, Shanshan Yu, Wanru Li, Chuangye Li, Yukai Peng, Fengtao Yu

2023-11-03 Paper

DOI: 10.1039/D3PY01069D

Tailoring molecular weight distribution via polymer degradability

Yeonsu Kim, Cheoljae Kim

2023-12-15 Paper

DOI: 10.1039/D3PY01153D

Back cover

2023-12-05 Cover

DOI: 10.1039/D3PY90151C

A fast and efficient way of obtaining the average molecular weight of block copolymers via DOSY

Manfred Wagner, Christine Rosenauer, Jinhuo Dai, Priya Subramanian, Alasdair McKay, Jasper J. Michels, Tanja Junkers

2023-10-23 Paper

DOI: 10.1039/D3PY01075A

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

3-イチチルビフェニルはどのように合成されますか?

3-イチチルビフェニルは、ビフェニルとイチプロピオニトリルを回収率約90%で反応させて合成されます。触媒は通常、亜リチウムホウ素を用います。

5668-93-93-Ethylbiphenyl
化合物よくある質問

8-溴-5-三氟甲基喹啉はどのように合成されますか?

8-溴-5-三氟甲基喹啉は、5-トリフルオロメチル-2-メチル-1,3-ベンゼンジオールをブロモエタノールと反応させて生成します。この反応は塩基性条件下で行われ...

917251-92-48-Bromo-5-(trifluoro...
化合物よくある質問

ジメチル4-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ドioxaborolan-2-基)-2,6-ピリジンジカルボイル酸フェニルアミニドの代替品はありますか?

ジメチル4-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ドioxaborolan-2-基)-2,6-ピリジンジカルボイル酸フェニルアミニドの代替品としては、4-...

741709-66-0Dimethyl 4-(4,4,5,5-...
化合物よくある質問

N-(3,5-ヘキサクロロ-4-ピリドインイル)-8-メチオキシ-5-キノリンカーボン酸の市場動向や研究トレンドはどのようなものでしょうか?

N-(3,5-ヘキサクロロ-4-ピリドインイル)-8-メチオキシ-5-キノリンカーボン酸の市場動向は、主に産業用途での需要により影響を受けます。研究トレンドとし...

199871-63-1N-(3,5-Dichloro-4-py...
化合物よくある質問

イソステアロイルグリセリルは安全ですか?

イソステアロイルグリセリルは一般的に安全性が高いとされていますが、過度な使用や個人差により皮�owsん炎などの反応が起こる可能性があります。使用前に医師に相談す...

222723-55-92-[(5Z,8Z,11Z,14Z)-5...
化合物よくある質問

1-(二苯甲基)-3,3-二氟-氮杂环丁烷の市場動向や研究トレンドはどうですか?

1-(二苯甲基)-3,3-二氟-氮杂环丁烷の市場動向は、医薬品や合成化学の研究分野で注目を集めています。新興研究は、該当化合物の合成改良と生体内での作用メカニズ...

288315-02-61-Benzhydryl-3,3-dif...
化合物よくある質問

3-チオフェンスチオールの物理化学的性質は何ですか?

3-チオフェンスチオールのCAS番号は7774-73-4です。結晶性の白色粉末で、分子量は122.17です。この化合物は水に微溶解し、エタノールやジクロロメタン...

7774-73-43-Thiophenethiol
化合物よくある質問

2-Methyl-2-propanyl (2S)-2-(aminomethyl)-1-piperidinecarboxylateは安全ですか?

2-Methyl-2-propanyl (2S)-2-(aminomethyl)-1-piperidinecarboxylateは一定の安全性基準を満たしていま...

475105-35-22-Methyl-2-propanyl ...
化合物よくある質問

CAS番号1316822-90-8の化合物は安全ですか?

CAS番号1316822-90-8の化合物は安全性に関しては評価が不足していますが、一般的には生物学的に活性な物質であり、取り扱いには適切な安全防護措置が必要で...

1316822-90-8Gal beta(1-3)[Neu5Ac...
化合物よくある質問

Tert-butyl 2-(2-羟基乙基)哌嗪-1-羧酸はどのように保存すればよいですか?

Tert-butyl 2-(2-羟基乙基)哌嗪-1-羧酸は、冷暗所で保存し、直射日光から遠ざけてください。容器は密閉し、高湿度や高温を避けて保管してください。

517866-79-4Tert-butyl 2-(2-hydr...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。