Complementarity of Density Functional Theory and Nuclear Magnetic Resonance Tools To Probe the Nano-Layered Silicates Surface Chemistry and Morphology

Autor: Pierre Micoud, Maguy Jaber, Virginie Herledan, François Martin, Hervé Toulhoat, Elisa S. Gomes, Guillaume Laugel, Hélène Lauron-Pernot, Yannick Millot, Mathilde Poirier
Přispěvatelé: Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Laboratoire de Réactivité de Surface (LRS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Archéologie Moléculaire et Structurale (LAMS), ERT Géomatériaux, Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Journal of Physical Chemistry C
Journal of Physical Chemistry C, American Chemical Society, 2020, 124 (1), pp.267-286. ⟨10.1021/acs.jpcc.9b05903⟩
Journal of Physical Chemistry C, 2020, 124 (1), pp.267-286. ⟨10.1021/acs.jpcc.9b05903⟩
ISSN: 1932-7447
1932-7455
DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b05903⟩
Popis: International audience; By combining experimental, spectroscopic, structural, and physical characterizations and extensive density functional theory simulations, unprecedented insight is gained on the local surface properties of synthetic talc nanoparticles, their structure, morphology and particle size distribution. Basically, the nuclear magnetic resonance (NMR) chemical shifts profiles of these nano-layered silicates were dissected thoroughly and revealed the existence of bulk and surface contributions in the 1H and 29Si spectra. Beyond the fact that significant knowledge has been acquired on the overall structure of the synthetic talc nanoparticles (mixture of defective and non-defective layers, with defects rejected on the external interfaces), the highlighting of these signals enabled us to access the average morphologies and particle sizes of the samples by decomposing the 29Si NMR profiles into Lorentzian contributions. Finally, the particle size distributions in number were also described in terms of a log-normal law. These distributions were compared to the particle sizes obtained from X-ray diffraction (XRD), Brunauer–Emmett–Teller measurements (BET), and dynamic light scattering (DLS) methods. The distributions of gyration radii determined by DLS are shown to match the distributions in size consistent with the same morphology.
Databáze: OpenAIRE
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