Fast and efficient shear-force assisted production of covalently functionalized oxide nanosheets

Autor: F. Schosseler, Fabrice Leroux, Christine Taviot-Guého, Frédéric Payet, Guillaume Rogez, Pierre Rabu, Corinne Bouillet, Cédric Leuvrey
Přispěvatelé: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie de Clermont-Ferrand (ICCF), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA)-Institut national polytechnique Clermont Auvergne (INP Clermont Auvergne), Université Clermont Auvergne (UCA)-Université Clermont Auvergne (UCA), Université Louis Pasteur - Strasbourg I-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Charles Sadron (ICS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, SIGMA Clermont (SIGMA Clermont)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Rogez, Guillaume, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-11-LABX-0058,NIE,Nanostructures en Interaction avec leur Environnement(2011), ANR-10-IDEX-0002,UNISTRA,Par-delà les frontières, l'Université de Strasbourg(2010)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Journal of Colloid and Interface Science
Journal of Colloid and Interface Science, 2021, ⟨10.1016/j.jcis.2021.08.213⟩
Journal of Colloid and Interface Science, Elsevier, 2021, ⟨10.1016/j.jcis.2021.08.213⟩
Journal of Colloid and Interface Science, 2022, ⟨10.1016/j.jcis.2021.08.213⟩
ISSN: 0021-9797
1095-7103
DOI: 10.1016/j.jcis.2021.08.213⟩
Popis: International audience; HypothesisWhile controlled and efficient exfoliation of layered oxides often remains a time consuming challenge, the surface modification of inorganic nanosheets is of outmost importance for future applications. The functionalization of the bulk material prior to exfoliation should allow the application of tools developped for Van der Waals materials to directly produce functionalized oxide nanosheets.ExperimentsThe Aurivillius phase Bi2SrTa2O9 is functionalized by a linear aliphatic phosphonic acid via microwave-assisted reactions. The structure of the hybrid material and the coordination of the phosphonate group is scrutinized, notably by Pair Distribution Function. This functionalized layered oxide is then exfoliated in one hour in organic solvent, using high shear force dispersion. The obtained nanosheets are characterized in suspension and as deposits to ensure their chemical integrity.FindingsThe covalent functionalization decreases the electrostatic cohesion between the inorganic layers leading to an efficient exfoliation in short time under shearing. The functionalization of the bulk material is preserved on the nanosheets upon exfoliation and plays a major role to enable liquid-phase exfoliation and in the stability of the resulting suspensions. This strategy is very promising for the straighforward preparation of functionalized nanosheets, paving the way for versatile design of new (multi)functional hybrid nanosheets for various potential applications.
Databáze: OpenAIRE
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