Waiting
Traitement de la connexion…

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Chemistry

Syntese og Reaktion kemi nanostørrelse Mononatrium titanat

Published: February 23, 2016 doi: 10.3791/53248

Abstract

Dette papir beskriver syntese og peroxid-modifikation af nanostørrelse mononatrium titanat (Nmst), sammen med en ion-exchange reaktion at indlæse materiale med Au (III) ioner. Syntesemetoden blev afledt fra en sol-gel proces, der anvendes til at producere mikrometerstore mononatrium titanate (MST), med flere vigtige modifikationer, herunder ændring reagenskoncentrationer, udelade en partikel frø trin, og indførelse af et ikke-ionisk overfladeaktivt at lette kontrollen af dannelse og vækst partikel. Det resulterende Nmst materiale udviser sfærisk formet partikelmorfologi med en monodispers fordeling af partikeldiametre i mellem 100 og 150 nm. Det Nmst materiale blev fundet at have en Brunauer-Emmett-Teller (BET) overfladeareal på 285 m 2 g -1, hvilket er mere end en størrelsesorden højere end micron størrelse MST. Det isoelektriske punkt af Nmst målte 3,34 pH-enheder, hvilket er en pH-enhed lavere end den, der måles for mikron-størrelse MST. Than Nmst fundet materiale til at fungere som en effektiv ionbytter under svagt sure betingelser for udarbejdelse af en Au (III) -udveksling nanotitanate. Desuden blev dannelsen af ​​det tilsvarende peroxotitanate påvist ved omsætning af Nmst med hydrogenperoxid.

Introduction

Titandioxid og alkali metal titanater er meget udbredt i en række forskellige applikationer såsom pigmenter i maling og hudplejeprodukter og som fotokatalysatorer i energi konvertering og udnyttelse. Har vist 1-3 Natrium titanater at være effektive materialer til at fjerne en række kationer over et bredt område af pH-betingelser gennem kationbytterharpiks reaktioner. 4-7

Foruden de ansøgninger netop beskrevne, er mikroniseret natrium titanater og natrium peroxotitanates nylig blevet vist at også tjene som et terapeutisk metal levering platform. I denne ansøgning er terapeutiske metalioner, såsom Au (III), Au (I), og Pt (II) udveksles med natriumioner af monona- titanate (MST). In vitro tests med ædelmetalpartiklerne-udvekslet titanater angiver suppression af væksten af cancer og bakterieceller ved en ukendt mekanisme. 8,9

Historisk set har natrium titanater væreOr fremstillet under anvendelse af både sol-gel og hydrotermiske syntetiske teknikker resulterer i fine pulvere med partikelstørrelser i området fra nogle få til flere hundrede mikrometer. 4,5,10,11 For nylig er der rapporteret syntesemetoder, der producerede nanostørrelse titandioxid, metal- doterede titanoxider, og en række andre metaller titanater. Eksempler indbefatter natrium- titanium oxid nanorør (NaTONT) eller nanowires ved omsætning af titandioxid i overskydende natriumhydroxid ved forhøjet temperatur og tryk, 12-14 natrium titanate nanofibre ved omsætning af peroxotitanic syre med overskydende natriumhydroxid ved forhøjet temperatur og tryk, 15 og natrium og cæsium titanate nanofibre ved delaminering af syre-udvekslede mikron størrelse titanater. 16

Syntesen af ​​nanostørrelse natrium titanater og natrium peroxotitanates er af interesse at styrke ionbyttende kinetik, der typisk styres af film diffusion eller intrapartikulære diffunen. Disse mekanismer er stort set kontrolleret af partikelstørrelsen af ​​ionbytteren. Hertil kommer, som et terapeutisk metal levering platform, partikelstørrelsen af ​​titanat materiale ville forventes at have væsentlig betydning beskaffenheden af ​​interaktionen mellem metallet-udvekslede titanat og kræft og bakterieceller. For eksempel bakterieceller, som typisk er af størrelsesordenen 0,5 - ville 2 um, sandsynligvis har forskellige interaktioner med micron størrelse partikler versus partikler i nanostørrelse. Desuden har ikke-fagocytiske eukaryote celler blevet vist at kun internalisere partikler med en størrelse på mindre end 1 mikron. 17 Således syntesen af nanostørrelse natrium titanater er også af interesse for at lette metal levering og cellulær optagelse fra titanate levering platform. Reduktion af størrelsen af natrium titanater og peroxotitanates vil også øge den effektive kapacitet i metal ion separationer og forbedre fotokemiske egenskaber af materialet. 16,18 </ sup> Dette papir beskriver en protokol udviklet til at syntetisere nanostørrelse monosodium titanate (Nmst) under milde sol-gel vilkår 19 Udarbejdelsen af den tilsvarende peroxid modificeret Nmst.; sammen med en ion-exchange reaktion at indlæse Nmst med Au (III) er også beskrevet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Syntese af Nano-mononatrium titanate (Nmst)

  1. Forbered 10 ml opløsning # 1 ved tilsætning af 0,58 ml 25 vægt-% natriummethoxidopløsning til 7,62 ml isopropanol efterfulgt af 1,8 ml titanisopropoxid.
  2. Forbered 10 ml opløsning # 2 ved tilsætning 0,24 ml ultrarent vand til 9,76 ml isopropanol.
  3. Tilsættes 280 ml isopropanol til et 3-halset 500 ml rundbundet kolbe, efterfulgt af 0,44 ml Triton X-100 (gennemsnitlig MW: 625 g / mol). Opløsningen omrøres godt med en magnetisk omrører.
  4. Forbered en dual channel sprøjtepumpe at levere løsninger # 1 og # 2 med en hastighed på 0,333 ml / min.
  5. Load løsninger # 1 og # 2 i to separate 10-ml sprøjte med påsat en længde af rør, som vil muliggøre afgivelse af opløsningen fra sprøjtepumpen til under opløsningens niveau i 500-ml rundbundet kolbe.
  6. Under omrøring tilsættes alle opløsninger # 1 og # 2 (10 ml hver) til reaktionsblandingen ved hjælp af sprøjtepumpen programmeret i trin 1.4.
  7. <li> Efter at tilsætningen er fuldstændig, cap kolben og fortsætter med at omrøre i 24 timer ved stuetemperatur.
  8. Tag hætten af ​​kolben og opvarme reaktionsblandingen til ~ 82 ° C (tilbagesvaling isopropanol) i 45-90 minutter, efterfulgt af skylning med nitrogen under opretholdelse opvarmning. Som isopropanol afdampes, tilsættes ultrarent vand intermitterende at erstatte den fordampede isopropanol.
  9. Efter at det meste af isopropanol er fordampet, og mængden af ​​tilsat vand er ca. 50 ml, fjern varmen og lad reaktionsblandingen afkøle.
  10. Opsaml produktet ved filtrering gennem et 0,1-um nylon filtrerpapir, og vaskes adskillige gange med vand til fjernelse af overfladeaktivt middel og eventuelt tilbageværende isopropanol. Filtrer ikke til tørhed. Efter vask er fuldført, overføres opslæmningen fra filteret til et forvejet flaske eller hætteglas, og gemme som en vandig opslæmning.
  11. Bestem udbytte ved bestemmelse af vægten procent faststoffer i opslæmningen. Dette kan gøres ved at måle vægten af ​​en portion afopslæmningen før og efter tørring.

2. Au (III) Ionbytning

  1. Overfør 6,50 g 4,23 vægt% Nmst opslæmning til et 50-ml centrifugerør. Dette beløb kan variere baseret på den faktiske vægt procent af Nmst gylle produceret i trin 1.10 ovenfor, og bestemt i trin 1.11.
  2. Afvejes 0,0659 g HAuCl 4 · 3H 2 O i en 1-dram hætteglas. Målet Ti: Au masseforhold er 4: 1.
  3. Opløs HAuCl 4 · 3H 2 O i ~ 1 ml vand, derefter overføre til centrifugen røret med Nmst. Skyl hætteglasset flere gange med yderligere vand for at sikre alle de HAuCl 4 · 3H 2 O overføres til centrifugerør indeholdende Nmst.
  4. Suspensionen fortyndes med yderligere vand, som er nødvendigt, for at bringe det totale volumen til 11 ml. Målrette en slutkoncentration Au (III) på ca. 15 mM.
  5. Wrap centrifugerøret i folie for at holde suspensionen i mørke, etd derefter tumble suspensionen på et rysteapparat rotisserie i mindst 4 dage.
  6. Opsaml produktet ved centrifugering ved 3.000 x g i 15 min for at isolere de faste stoffer. Vask faststofferne tre gange med destilleret vand ved gendispergering i vand, og reisolate ved centrifugering ved 3.000 x g i 15 minutter til fjernelse af eventuelt unexchanged Au (III).
  7. Opbevar slutproduktet enten som en vandig suspension ved gendispergering i vand, eller som et fugtigt faststof ved dekantering fra den endelige vaskevand og capping røret. Produktet opbevares i mørke.

3. Forberedelse af Peroxotitanate

  1. Overfør 5 g af en 9,8 vægt-% opslæmning af Nmst til en lille kolbe.
  2. Der afvejes 0,154 g 30 vægt% H2O 2-opløsning. Målet H2O 2: Ti-molforholdet er 0,25: 1.
  3. Under omrøring af Nmst suspension omhyggeligt tilsæt 0,154 g H2O 2-opløsning dråbevis. Ved H2O 2 Desuden suspension af white faste stoffer straks bliver gul.
  4. Efter afslutning af tilsætningen omrør reaktionsblandingen ved omgivelsestemperatur i 24 timer.
  5. Opsaml produktet ved filtrering gennem et 0,1-um nylonfilter, og vask adskillige gange med vand til fjernelse af eventuelt uomsat H 2 O 2. Filtrer ikke til tørhed. Efter vask er fuldført, overføres opslæmningen fra filteret til et forvejet flaske eller hætteglas, og gemme som en vandig opslæmning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

MST syntetiseres ved anvendelse af en sol-gel metode, hvor tetraisopropoxytitanium (IV) (TIPT), natriummethoxid, og vand kombineres og omsættes i isopropanol til dannelse af kernepartikler af MST. 4 mikrometerstore partikler dyrkes derefter ved kontrolleret tilsætning af yderligere mængder af reagenserne. De resulterende partikler har en amorf kerne og et ydre fibrøse region med dimensioner på ca. 10 nm i bredden og 50 nm i længden. 20

Figur 1A viser en typisk partikelstørrelsesfordeling, som målt ved dynamisk lysspredning (DLS), for mikrometerstore MST fremstillet ved anvendelse af etablerede sol-gel-metoden. Denne syntese giver en multimodal fordeling af partikler, med flertallet omkring 1 um. Indledende forsøg på at reducere partikelstørrelsen af ​​MST undersøgt fjerne frøene trin og under anvendelse af meget mere fortyndet reagenskoncentrationer. I den fortyndede reaktionen den endelige opløsningsmiddel: TIPT volumenforhold var 165 sammenlignet med 5,14 i mikrometerstore MST syntese, der repræsenterer et reagens fortynding af ~ 32 under syntesen. Som det ses i figur 1 B, resulterede dette i en bimodal fordeling med partikelstørrelser centreret ved 50-100 nm og ved 500 nm efter 24 timers reaktion. Efter 48 timer er en trimodal fordeling observeret med fremkomsten af partikler, der måler 1000 nm (1 um) i størrelse (figur 1C). DLS målinger ved kortere reaktionstider viser en bimodal fordeling af partikelstørrelser svarende til den vist i figur 1B bortset fordelingen er centreret ved mindre partikelstørrelser. Konkluderer vi derfor, at den reducerede reagens koncentration og fravær af frøet trin fører til mindre partikler produceret i første omgang, men væksten partikel fortsætter resulterer i en blanding af både nano og mikron størrelse MST.

I det seneste årti har der været en række papirer rapportering tilsætning af overfladeaktive stoffer i sol-gel synteserat styre partikelstørrelse resulterer i produktion af nanostørrelse titandioxid, metal-dopede titandioxider og multi-metal titanium oxider. 21-26 Baseret på disse resultater, vi igangsat en række tests for at bestemme, om tilsætning af overfladeaktive stof til MST syntese ville styre partikel vækst tillader alene fremstillingen af ​​nanostørrelse partikler. En række ikke-ioniske overfladeaktive midler (Brig 52; Merpol A; Triton X-serie (X-15, X-45, X-100, X-165, X-405), TWEEN 20; 2,4,7,9- tetramethyl-5-decyn-4,7-diol ethoxylat, og Zonyl FS300) samt en anionisk overfladeaktivt middel (natriumdocusat) og kationiske overfladeaktive stof (CTAB) blev screenet.

Indledende eksperimenter screenes overfladeaktive ved en koncentration på 0,12 mol overfladeaktivt per mol TIPT. Produkter fra disse reaktioner blev screenet under anvendelse DLS for polydispersitet og gennemsnitlig partikelstørrelse. Triton X-100, Triton X-165, Brij 52, og Zonyl FS300 viste en god kombination af lille partikelstørrelse (Z ave<150 nm) og monodispersitet, med Triton X-100 og Triton X-165, der viser den mest snævert område af partikelstørrelser. Yderligere eksperimenter blev derefter udført for at undersøge en række overfladeaktive koncentrationer fra 0,012 til 1,2 mol overfladeaktivt per mol TIPT. Højere koncentrationer overfladeaktive resulterede i bredere fordelinger af partikelstørrelser, mens lavere koncentrationer resulterede i bimodale fordelinger tyder på, at der ikke var tilstrækkelig tensid at begrænse væksten af ​​partikler. Triton X-100 ved 0,12 mol pr TIPT forekom tæt på optimal for syntesen af ensartede Nmst partikler (figur 2 og 3).

Temperatur spiller en central rolle i omdannelsen af ​​produktet fra en gel til partikelform. Transmissionselektronmikroskopi (TEM) billeder før og efter opvarmning til 82 ° C viser produktet fremstår som et halvfast partikelformet / semi-gel-lignende tilstand før opvarmning, men efter opvarmning af produktet vises faststofog partikler i naturen. Således er temperaturen opvarmning i 45-90 min lav nødvendig for at afslutte partikeldannelse af Nmst.

Yderligere karakterisering af Nmst omfattede bestemmelse af overfladeareal og isoelektriske punkt (IEP). Overfladeareal målinger blev opnået ved Brunauer-Emmett-Teller (BET) analyse af kvælstof absorption isotermer. BET-overfladearealet målt 285 m2g-1 for Nmst sammenlignet med kun 20 m2g-1 for mikrometerstore MST. Den højere overfladeareal for Nmst er i overensstemmelse med den meget mindre partikelstørrelse af Nmst. Zetapotentialet målinger blev udført over et område af pH-betingelser for at bestemme IEP for nano- og microtitanates. De IEPs bestemmes som følger: Nmst = 3,34; peroxid-modificerede Nmst = 2,05; MST = 4,46; peroxid-modificeret MST = 3,43. Den Nmst udstillet en lavere IEP end MST indikerer en højere brøkdel af overfladevand områder til rådighed for protonering. Thans ville forventes givet størrelsesorden højere overfladeareal Nmst. Omdannelse af Nmst til peroxid-modificerede Nmst formular sænkede IEP med mere end en pH-enhed. En lignende tendens blev observeret ved konvertering af MST til peroxo formularen. Den lavere IEP for peroxid-modificerede Nmst og peroxid-modificerede MST materialer sandsynligt resultater fra tilstedeværelsen af ​​ikke-bro peroxo arter, der kan være let protoneret og deprotoneret.

Succesen af overfladen modifikation af Nmst ved H 2 O 2 umiddelbart kan observeres fra farveændring fra hvid til gul. Denne farveændring skyldes η 2 -bundet protoneret hydroperoxo-titan-ligand-til-metal-charge-transfer absorptionsbånd ved 385 nm. 27,28 Fourier transform infrarød spektroskopi (FT-IR) også bekræftet dannelsen af de peroxotitanate arter som det fremgår af fremkomsten af et absorptionsbånd ved 883 cm-1 for Peroxide modificeret Nmst (figur 4), som er fraværende i den ubehandlede Nmst materiale. Dette bånd er meget nær niveauet 845-875 cm-1, der er rapporteret for OO stræksvingningsområde i peroxider. 29 TEM og scanningselektronmikroskopi (SEM) analyser indikerer, at partikelstørrelsen og morfologi blev bibeholdt efter peroxid reaktionen.

For at bestemme omfanget af Au (III) ion-udveksling, prøver af Au (III) -loaded faststoffer blev fordøjet i varm salpetersyre, efterfulgt af en analyse af den fortyndede opløsning ved induktivt koblet plasma - emission spektroskopi (ICP-ES) . De Au (III) belastninger spænder fra 71,4 mg Au / g Nmst til 128,7 mg Au / g, med en gennemsnitlig værdi på 97,3 mg / g. Dette repræsenterer en stigning på 33% i løbet af Au (III) belastning på mikrometerstore MST, som spænder fra 58,0 mg Au / g MST til 88,6 mg / g, med en gennemsnitsværdi på 73,3 mg / g. TEM-billeder af Nmst efter udveksling med Au (III) viste tilstedeværelsen af ​​guld med ingen obser-ble ændringer i partikelmorfologi. Vi mener, at Au (III) er inkorporeret i gitteret af micron og nanostørrelse MST ved at koordinere de oxygenatomer af titaniumdioxid som blev observeret i tidligere undersøgelser med MST udveksles med Sr 2+ og UO 2 2+. 20

Figur 1
Figur 1. MST og Nmst partikelstørrelsesfordelinger. (A) Partikelstørrelsesfordeling af MST, (B) partikelstørrelsesfordelingen af Nmst syntetiseres under anvendelse intet overfladeaktivt efter 24 timer, og (C) partikelstørrelsesfordelingen af Nmst syntetiseres under anvendelse intet overfladeaktivt efter 48 timer. Gengivet med tilladelse fra henvisning 19. Klik her for at se en større version af dette tal. p>

Figur 2
Figur 2. Typisk partikelstørrelsesfordeling på Nmst. Partikelstørrelsesfordeling for monona- titanate syntetiseret i nærvær af Triton X-100. Gengivet med tilladelse fra henvisning 19. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 3
Figur 3. Størrelse og morfologi Nmst og MST (A, B) Transmission elektron mikroskopi billeder af Nmst.; (C) scanningselektronmikroskopi billede af Nmst, og (D) scanningselektronmikroskopi foto af MST. Gengivet med tilladelse fra henvisning 19..com / filer / ftp_upload / 53.248 / 53248fig3large.jpg "target =" _ blank "> Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 4
Figur 4. FT-IR absorptionsspektre af Nmst (sort) og peroxid-modificeret Nmst (grå). Den spektre bekræfter dannelsen af de peroxotitanate arter som vist ved forekomsten af et absorptionsbånd ved 883 cm-1 for peroxid-modificerede Nmst. Gengivet med tilladelse fra henvisning 19. Klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Tilstedeværelsen af ​​optaget vand, for eksempel fra urene reagenser, kan ændre resultatet af reaktionen, hvilket fører til større eller flere polydisperse partikler. Derfor bør der udvises forsigtighed for at sikre, at der anvendes tørre reaktanter. Den titanisopropoxid og natriummethoxid skal opbevares i en ekssikkator, når den ikke er i brug. Høj renhed isopropanol bør også anvendes til syntesen.

Temperaturen blev fundet at spille en central rolle i omdannelsen af ​​produktet fra en gel til partikelform. TEM billeder før og efter opvarmning til 82 ° C viser produktet fremstår som en semi-partikler / semi-gel-lignende tilstand før opvarmning, men efter opvarmning af produktet synes solid og partikler i naturen. Således er temperaturen opvarmning i 45-90 min lav nødvendig for at afslutte partikeldannelse af Nmst.

Som bemærket i dette dokument, at tilsætningen af ​​et overfladeaktivt middel er kritisk at kontrollere den endelige størrelse af mononatrium titanate. Men for MST at fungere som et effektivt ionbytter, det overfladeaktive middel skal fjernes, således at alle steder er tilgængelige for ionbytning reaktion. Således skal valget af et egnet overfladeaktivt middel ikke kun at væksten partikel egenskaber, men også kemiske egenskaber, der tillader det overfladeaktive at den let og effektivt fjernet ved økonomiske midler. I tilfælde af Triton X-serien af ​​overfladeaktive stoffer, er disse overfladeaktive midler er meget opløselige i vand og effektivt kan fjernes ved skylning med vand. For andre overfladeaktive midler, kan effektiv fjernelse kræver skylning med en ikke-vandig væske.

Den i dette arbejde teknik har udvidet området af partikelstørrelser af MST, som kan fremstilles, ned i nano regime. Dette har åbnet op for muligheden for nye anvendelser for disse materialer, herunder deres anvendelse som terapeutiske metal leveringsplatforme. Faldet i partikelstørrelsen øger også sorptionskinetikken, hvilket gør materialerne mereeffektive ionbyttere. Modifikationer af betingelserne anvendt i denne teknik kunne yderligere udvide området af partikelstørrelser tilgængelige, ikke kun til mindre nanomaterialer, men også til at producere partikler med større størrelse, hvis det er ønskeligt for en bestemt anvendelse.

Mens denne teknik er begrænset til syntese af materialer, som kan fremstilles ved anvendelse af en sol-gel-syntese, kunne det anvendes til andre materialer ud over MST. Ikke alene kunne denne teknik anvendes på RT sol-gel-synteser, som den er beskrevet, men anvendelse af en hydrotermisk syntese kunne også forestille sig. I den hydrotermiske syntese, kunne tilsætning af det overfladeaktive middel til forstadieopløsningen tjene til at begrænse størrelsen af ​​forstadiematerialet dannet, hvilket fører til hurtigere reaktion under den hydrotermiske trin, og også den mulige dannelse af mindre partikler af slutproduktet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Titanium(IV) isopropoxide Sigma Aldrich 377996 99.999% trace metals basis
Isopropyl alcholol, 99.9% Sigma Aldrich 650447 HPLC grade (Chomasolv)
Sodium methoxide in methanol Sigma Aldrich 156256 25 wt%
Triton X-100 Sigma Aldrich T9284 BioXtra
hydrogen tetrachloroaurate(III) trihydrate Sigma Aldrich G4022 ACS reagent grade
hydrogen peroxide (30 wt%) Fisher H325 Certified ACS
10-ml syringes Fisher 14-823-16E
Dual channel syringe pump Cole Parmer EW-74900-10 Or equivalent programmable dual channel syringe pump
Tygon tubing 1/8 inch ID, 1/4 inch OD Cole Parmer EW-0640776
Tygon tubing 1/16 inch ID, 1/8 inch OD Cole Parmer EW-0740771
0.1-µm Nylon filter Fisher R01SP04700
Labquake shaker rotisserie Thermo Scientific 4002110Q

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. O'Regan, B., Grätzel, M. A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films. Nature. 353, 737-740 (1991).
  2. Frank, A. J., Kopidakis, N., van de Lagemaat, J. Electrons in nanostructured TiO2 solar cells: transport, recombination and photovoltaic properties. Coord. Chem. Rev. 248 (13-14), 1165-1179 (2004).
  3. Mor, G. K., Varghese, O. K., Paulose, M., Shankar, K., Grimes, C. A. A review on highly ordered, vertically oriented TiO2 nanotube arrays: fabrication, material properties, and solar energy applications. Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 90 (14), 2011-2075 (2006).
  4. Dosch, R. G. Use of titanates in decontamination of defense waste. Report RS-8232-2/50318. , Sandia National Laboratories. Albuquerque, NM. (1978).
  5. Sylvester, P., Clearfield, A. The removal of strontium from simulated Hanford tank wastes containing complexants. Sep. Sci. Technol. 34 (13), 2539-2551 (1999).
  6. Manna, B., Dasgupta, M., Ghosh, U. C. Crystalline hydrous titanium(IV) oxide (CHTO): an arsenic(III) scavenger from natural water. J. Water Supply Res. T. 53, 483-495 (2004).
  7. Elvington, M. C., Click, D. R., Hobbs, D. T. Sorption behavior of monosodium titanate and amorphous peroxotitanate materials under weakly acidic conditions. Sep. Sci. Technol. 45 (1), 66-72 (2010).
  8. Wataha, J. C., et al. Titanates deliver metal ions to human monocytes. J. Mater. Sci.: Mater. Med. 21 (4), 1289-1295 (2010).
  9. Chung, W. O., et al. Peroxotitanate- and monosodium metal-titanate compounds as inhibitors of bacterial growth. J. Biomed. Mater. Res., Part A. 97 (3), 348-354 (2011).
  10. Hobbs, D. T., et al. Strontium and actinide separations from high level nuclear waste solutions using monosodium titanate 1. Simulant testing. Sep. Sci. Technol. 40 (15), 3093-3111 (2005).
  11. Ramirez-Salgdo, J., Djrado, E., Fabry, P. Synthesis of sodium titanate composites by sol-gel method for use in gas potentiometric sensors. J. Eur. Ceram. Soc. 24 (8), 2477-2483 (2004).
  12. Yang, J., et al. Study on composition, structure and formation process of nanotube Na2Ti2O4(OH)2. Dalton Trans. 2003 (20), 3898-3901 (2003).
  13. Chen, W., Guo, X., Zhang, S., Jin, Z. TEM study on the formation mechanism of sodium titanate nanotubes. J. Nanopart. Res. 9 (6), 1173-1180 (2007).
  14. Meng, X., Wang, D., Liu, J., Zhang, S. Preparation and characterization of sodium titanate nanowires from brookite nanocrystallites. Mater. Res. Bull. 39 (14-15), 2163-2170 (2004).
  15. Yada, M., Goto, Y., Uota, M., Torikai, T., Watari, T. Layered sodium titanate nanofiber and microsphere synthesized from peroxotitanic acid solution. J. Eur. Ceram. Soc. 26 (4-5), 673-678 (2006).
  16. Stewart, T. A., Nyman, M., deBoer, M. P. Delaminated titanate and peroxotitanate photocatalysts. Appl. Catal. B. 105 (1-2), 69-76 (2011).
  17. Rejman, J., Oberle, V., Zuhorn, I. S., Hoekstra, D. Size-dependent internalization of particles via the pathways of clathrin- and caveolae-mediated endocytosis. Biochem. J. 377 (1), 159-169 (2004).
  18. Formation of nanosized metal particles on a titanate carrier. US patent application. Hobbs, D. T., Taylor-Pashow, K. M. L., Elvington, M. C. , Application 20,150,071,980 Available from: http://www.patentsencyclopedia.com/app/20150071980 (2015).
  19. Elvington, M. C., Tosten, M., Taylor-Pashow, K. M. L., Hobbs, D. T. Synthesis and characterization of nanosize sodium titanates. J. Nanopart. Res. 14, 1114 (2012).
  20. Duff, M. C., Hunter, D. B., Hobbs, D. T., Fink, S. D., Dai, Z., Bradley, J. P. Mechanisms of strontium and uranium removal from high-level radioactive waste simulant solutions by the sorbent monosodium titanate. Environ. Sci. Technol. 38 (19), 5201-5207 (2004).
  21. Puangpetch, T., Sreethawong, T., Chavadej, S. Hydrogen production over metal-loaded mesoporous-assembled SrTiO3 nanocrystal photocatalysts: effects of metal type and loading. Int. J. Hydrogen Energy. 35 (13), 6531-6540 (2010).
  22. Fan, X., et al. Facile method to synthesize mesoporous multimetal oxides (ATiO3, A = Sr, Ba) with large specific surface areas and crystalline pore walls. Chem. Mater. 22 (4), 1276-1278 (2010).
  23. Rossmanith, R., et al. Porous anatase nanoparticles with high specific area prepared by miniemulsion technique. Chem. Mater. 20 (18), 5768-5780 (2008).
  24. Wu, Y., Zhang, Y., Xu, J., Chen, M., Wu, L. One-step preparation of PS/TiO2 nanocomposite particles via miniemulsion polymerization. J. Colloid Interface Sci. 343 (1), 18-24 (2010).
  25. Jiang, C., Ichihara, M., Honmaa, I., Zhou, H. Effect of particle dispersion on high rate performance of nano-sized Li4Ti5O12 anode. Electrochim. Acta. 52 (23), 6470-6475 (2007).
  26. Bouras, P., Stathatos, E., Lianos, P. Pure versus metal-ion-doped nanocrystalline titania for photocatalysis. Appl. Catal. B. 73 (1-2), 51-59 (2007).
  27. Bonino, R., et al. Ti-Peroxo species in the TS-1/H2O2/H2O system. J. Phys. Chem. B. 108 (11), 3573-3583 (2004).
  28. Bordiga, S., et al. Resonance Raman effects in TS-1: the structure of Ti(IV) species and reactivity towards H2O, NH3 and H2O2: an in situ study. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003 (5), 4390-4393 (2003).
  29. Vacque, V., Sombret, B., Huvenne, J. P., Legrand, P., Suc, S. Characterization of the O-O peroxide band by vibrational spectroscopy. Spectrochim. Acta Part A. 53 (1), 55-66 (1997).

Tags

Kemi Nanopartikler sol-gel titanat tensid ionbytning hydrogenperoxid
Syntese og Reaktion kemi nanostørrelse Mononatrium titanat
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Elvington, M. C., Taylor-Pashow, K.More

Elvington, M. C., Taylor-Pashow, K. M. L., Tosten, M. H., Hobbs, D. T. Synthesis and Reaction Chemistry of Nanosize Monosodium Titanate. J. Vis. Exp. (108), e53248, doi:10.3791/53248 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter