How hexagonal mesoporous silica evolves in water on short and long term: Role of pore size and silica wall porosity

Autor: Julien Cambedouzou, Diane Rébiscoul, Sandra Parrès-Maynadié, B. Gouze
Přispěvatelé: Laboratoire d'Etudes du Comportement à Long Terme des matériaux de conditionnement (LCLT), Département de recherche sur les technologies pour l'enrichissement, le démantèlement et les déchets (DE2D), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Etude de la Matière en Mode Environnemental (L2ME), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Département de recherche sur les Procédés et Matériaux pour les Environnements complexes (DPME), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Rok vydání: 2014
Předmět:
Zdroj: Microporous and Mesoporous Materials
Microporous and Mesoporous Materials, Elsevier, 2014, 183, pp.168-176. ⟨10.1016/j.micromeso.2013.08.041⟩
Microporous and Mesoporous Materials, 2014, 183, pp.168-176. ⟨10.1016/j.micromeso.2013.08.041⟩
ISSN: 1387-1811
DOI: 10.1016/j.micromeso.2013.08.041
Popis: In this study, we have determined the evolution of the morphology and the structure of mesoporous silica MCM41 and SBA15 in saturation condition during short and long term alteration by water at 60 °C. These materials were characterized using in situ/ex situ Small Angle X-ray Scattering (SAXS), and ex-situ by nitrogen adsorption–desorption and 29Si Nuclear Magnetic Resonance (NMR). The results have shown that MCM41 lost its hexagonal order of pores. This phenomenon has been attributed to a change of the pore shape probably due to the dissolution of silica wall and to the recondensation of hydrolysed silica on the pore surface leading also to a partial pore clogging at high alteration progress. In the case of SBA15, as soon as the porous silica is in contact with water, an altered silica layer is formed at the pore surface and dissolved at a rate of 120 nm year−1 leading to a pore size increase. When an equilibrium between dissolution and recondensation of the silica is reached, the silica dissolution rate strongly decreases (7 nm year−1) and the altered layer growth follows a diffusive process with a diffusion coefficient of D = 1.4 × 10−24 m2 s−1. The differences of evolution between the two silica are explained by their different pore diameter and the presence of microporosity in the case of SBA15.
Databáze: OpenAIRE
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