Galvanic replacement onto complex metal-oxide nanoparticles : impact of water or other oxidizers in the formation of either fully dense onion-like or multicomponent hollow MnOx/FeOx structures
López-Ortega, Alberto (Università degli Studi di Firenze. INSTM and Dipartimento di Chimica U. Schiff)
Gómez Roca, Alejandro (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Torruella Besa, Pau (Universitat de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica i Biomèdica)
Petrecca, Michele (Università degli Studi di Firenze. INSTM and Dipartimento di Chimica U. Schiff)
Estrade, Sonia (Universitat de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica i Biomèdica)
Peiro, Francesca (Universitat de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica i Biomèdica)
Puntes, Víctor (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Nogués, Josep (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)

Data:	2016
Resum:	Multicomponent metal-oxide nanoparticles are appealing structures from applied and fundamental viewpoints. The control on the synthetic parameters in colloidal chemistry allows the growth of complex nanostructures with novel morphologies. In particular, the synthesis of biphase metal-oxide hollow nanoparticles has been reported based on galvanic replacement using an organic-based seeded-growth approach, but with the presence of HO. Here we report a novel route to synthesize either fully dense or hollow core/shell metal-oxide nanoparticles (MnO/FeO) by simply adding or not oxidants in the reaction. We demonstrate that the presence of oxidants (e. g. , O carried by the not properly degassed HO or (CH)NO) allows the formation of hollow structures by a galvanic reaction between the MnO and FeO phases. In particular, the use of (CH)NO as oxidant allows for the first time a very reliable all-organic synthesis of hollow MnO/FeO nanoparticles without the need of water (with a somewhat unreliable oxidation role). Oxidants permit the formation of MnO/FeO hollow nanoparticles by an intermediate step where the MnO/MnO seeds are oxidized into MnO, thus allowing the Mn → Mn reduction by the Fe ions. The lack of proper oxidative conditions leads to full-dense onion-like core/shell MnO/MnO/FeO particles. Thus, we show that the critical step for galvanic replacement is the proper seed oxidation states so that their chemical reduction by the shell ions is thermodynamically favored.
Ajuts:	Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2014/SGR-1015 Ministerio de Economía y Competitividad IJCI-2014-21530 Ministerio de Economía y Competitividad MAT2013-48628-R Ministerio de Economía y Competitividad MAT2013-41506-P Ministerio de Economía y Competitividad SEV-2013-0295 Ministerio de Ciencia e Innovación MAT2010-20616-C02 Ministerio de Ciencia e Innovación CSD2009-00013
Drets:	Aquest material està protegit per drets d'autor i/o drets afins. Podeu utilitzar aquest material en funció del que permet la legislació de drets d'autor i drets afins d'aplicació al vostre cas. Per a d'altres usos heu d'obtenir permís del(s) titular(s) de drets.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió acceptada per publicar
Matèria:	Complex metal oxides ; Complex nanostructures ; Galvanic replacements ; Hollow nanoparticles ; Metal oxide nanoparticles ; Multicomponent metal oxide ; Oxidative conditions ; Synthetic parameters
Publicat a:	Chemistry of materials, Vol. 28, issue 21 (November 2016) , p. 8025-8031, ISSN 1520-5002

DOI: 10.1021/acs.chemmater.6b03765

Postprint 25 p, 586.3 KB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències > Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats