From Gel to Crystal: Mechanism of HfO2 and ZrO2 Nanocrystal Synthesis in Benzyl Alcohol

化学 苯甲醇 纳米晶 溶解 成核 溶剂 氯化苄 氧化物 无机化学 催化作用 化学工程 物理化学 有机化学 工程类
作者
Eline Goossens,Olivia Aalling‐Frederiksen,Pieter Tack,Dietger Van den Eynden,Zarah Walsh,Kirsten M. Ø. Jensen,Klaartje De Buysser,Jonathan De Roo
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (15): 10723-10734
标识
DOI:10.1021/jacs.4c00678
摘要

Nonaqueous sol–gel syntheses have been used to make many types of metal oxide nanocrystals. According to the current paradigm, nonaqueous syntheses have slow kinetics, thus favoring the thermodynamic (crystalline) product. Here we investigate the synthesis of hafnium (and zirconium) oxide nanocrystals from the metal chloride in benzyl alcohol. We follow the transition from precursor to nanocrystal through a combination of rheology, EXAFS, NMR, TEM, and X-ray total scattering (PDF analysis). Upon dissolving the metal chloride precursor, the exchange of chloride ligands for benzylalkoxide liberates HCl. The latter catalyzes the etherification of benzyl alcohol, eliminating water. During the temperature ramp to the reaction temperature (220 °C), sufficient water is produced to turn the reaction mixture into a macroscopic gel. Rheological analysis shows a network consisting of strong interactions with temperature-dependent restructuring. After a few minutes at the reaction temperature, crystalline particles emerge from the gel, and nucleation and growth are complete after 30 min. In contrast, 4 h are required to obtain the highest isolated yield, which we attribute to the slow in situ formation of water (the extraction solvent). We used our mechanistic insights to optimize the synthesis, achieving high isolated yields with a reduced reaction time. Our results oppose the idea that nonaqueous sol–gel syntheses necessarily form crystalline products in one step, without a transient, amorphous gel state.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
开心果完成签到,获得积分20
刚刚
彩色冥幽完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
1秒前
小鱼完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
西子完成签到,获得积分10
3秒前
流水发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
情怀应助light采纳,获得10
3秒前
乐乐应助默默杨采纳,获得10
3秒前
十二月发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Tourist应助暴打小猪仔采纳,获得10
3秒前
prode发布了新的文献求助10
4秒前
YoroYoshi完成签到,获得积分10
4秒前
烂漫的筮发布了新的文献求助10
4秒前
聪慧的凝海完成签到 ,获得积分10
4秒前
orixero应助留胡子的凡松采纳,获得10
4秒前
机智毛豆发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
美满丹亦完成签到,获得积分10
5秒前
TTT0530完成签到,获得积分10
5秒前
爱笑的沛柔完成签到 ,获得积分20
5秒前
甚也完成签到 ,获得积分10
5秒前
Nekoo发布了新的文献求助10
5秒前
星辰大海应助同尘采纳,获得10
5秒前
all完成签到,获得积分10
6秒前
SL发布了新的文献求助10
6秒前
洞幺拐发布了新的文献求助30
6秒前
7秒前
小李完成签到 ,获得积分10
7秒前
李波发布了新的文献求助10
8秒前
hfhfj发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
中元完成签到 ,获得积分10
8秒前
落后紫夏完成签到,获得积分10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Fermented Coffee Market 2000
A Modern Guide to the Economics of Crime 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Critical Thinking: Tools for Taking Charge of Your Learning and Your Life 4th Edition 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5270592
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4428746
关于积分的说明 13785589
捐赠科研通 4306594
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2363149
邀请新用户注册赠送积分活动 1358858
关于科研通互助平台的介绍 1321740