Shape-selective synthesis of nanoceria for degradation of paraoxon as a chemical warfare simulant

Autor: Greta Camilla Magnano, Isabelle Trenque, Matthieu Bugnet, Thierry Devers, Isabelle Pitault, Karine Masenelli-Varlot, Frédéric Chaput, Marie-Alexandrine Bolzinger, Lucian Roiban, Stéphanie Briançon, David Amans
Přispěvatelé: Laboratoire d'automatique, de génie des procédés et de génie pharmaceutique (LAGEPP), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Luminescence (LUMINESCENCE), Institut Lumière Matière [Villeurbanne] (ILM), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Chimie - UMR5182 (LC), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matériaux, ingénierie et science [Villeurbanne] (MATEIS), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Consortium Lyon Saint-Etienne de Microscopie (CLYM), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM), IUT de Chartres, Université d'Orléans (UO), Université de Lyon-Université de Lyon-École Supérieure Chimie Physique Électronique de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon, Université de Lyon-Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Institut de Chimie du CNRS (INC), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Physical Chemistry Chemical Physics
Physical Chemistry Chemical Physics, 2019, 21 (10), pp.5455-5465. ⟨10.1039/c9cp00179d⟩
Physical Chemistry Chemical Physics, Royal Society of Chemistry, 2019, 21 (10), pp.5455-5465. ⟨10.1039/c9cp00179d⟩
ISSN: 1463-9076
1463-9084
DOI: 10.1039/c9cp00179d⟩
Popis: International audience; Repeated attacks using organophosphorus compounds, in military conflicts or terrorist acts, necessitate developing inexpensive and readily available decontamination systems. Nanosized cerium oxide is a suitable candidate, acting as a heterogeneous catalyst for the degradation of organophosphorus compounds such as VX agent or sarin. However, the reaction mechanism of the phosphatase mimetic activity of CeO2 nanoparticles is not fully described. Adsorption, surface-promoted hydrolysis, and desorption cycles strongly depend on the physico-chemical characteristics of the facets. In this study, CeO2 nanoparticles with different shapes were elaborated by hydrothermal synthesis. Nano-octahedra, nanocubes, or nanorods were selectively obtained under different conditions (temperature, concentration and nature of the precursors). The degradation activity according to the crystal faces was evaluated in vitro by measuring the degradation kinetics of paraoxon organophosphate in the presence of CeO2 nanoparticles. The results show an influence of both specific surface area and crystal faces of the nanoparticles, with higher activity for {111} facets compared to {100} facets at 32 °C. The relative activity between the facets is ascribed to the adsorption probability, assuming coordination between the phosphoryl oxygen and cerium atoms, but also to the surface density of the Ce doublets with relevant spacing for phosphatase mimetic activity.
Databáze: OpenAIRE