Introduction
정보 기술, 에너지, 환경 과학, 의학, 국토 안보, 식품 안전 및 수송 등의 산업 분야에서 많은 기술을 개선하기 위해 다양한 종류의 나노 입자를 사용하는 나노 기술의 최근 발전과 함께; 토양 및 지하수의 나노 입자의 수송 및 유지에 대한 철저한 이해를 위해 평가뿐만 아니라 나노 입자 설계 1-3의 환경 응용에 중요하다. 탄소 나노 튜브는 대부분의 제조 된 탄소 계 나노 입자 2,4- 중 하나이다. 탄소 나노 튜브는 일반적으로 100 나노 미터 이하의 직경이 50 ㎛ 인 100 nm 범위의 길이를 갖는 그라 펜 길고 원통형이다. 그들은 전자, 광학, 화장품, 생물 의학 기술 (예를 들어, 복합 재료) (5)와 같은 많은 응용 프로그램에서 사용을 가속화 독특한 특성을 보유하고 있습니다. 사용 증가로, 또한 증가 R이인체 노출 및 효과 건강에뿐만 아니라 CNT 및 환경 5-8 다른 탄소 기반 나노 물질 처리 다음과 생태계에 부정적인 영향을 ISK.
지표면 변형 (비관 능화 된)로, 탄소 나노 튜브는 매우 소수성이며 수용액에 응집하는 경향이있다. 기능화 된 탄소 나노 튜브는, 그러나, 분산 수용액에서 안정하고 이러한 약물 전달 9 생물 의학적 용도로 사용된다 남아있을 수있다. 여기에서는 탄소 나노 튜브가 분산 동원 때문에 약물이 인체 (10) 내에 전달 될 수있는 상태로 유지하는 것이 필수적이다. 한편, 환경 위험을 줄이기 위해, 대수층 및 식수 자원 (11)에 그 입구를 방지하기 위해 탄소 나노 튜브를 고정화하는 방법을 중심으로 연구가 필요하다. 최근의 연구는 살아있는 유기체에 탄소 나노 튜브의 독성 효과를보고도 있기 때문에, 입력하고 먹이 사슬에 축적 탄소 나노 튜브의 관점에서 생태계에 위험했다5,8를 생분해 탄소 나노 튜브는 어렵다. 탄소 나노 튜브의 장벽을 통과하기 위해 탄소 나노 튜브를 함유해도 매립 배리어 시스템을 가진 것이 가능할 수있다. 이러한 경우 탄소 나노 튜브는 지하수 저수지 및 표면 수역에 입력 할 수 있습니다. CNT의 폐기 규정이 잘 정의되지 않고 반송기구가 제대로 이해되는 바와 같이, 탄소 나노 튜브의 이동도의 개선 된 이해를 공식화 및 디자인 적절한 폐기 시스템 (12)에 필요하다. 따라서 CNT 보유를 수정 운명과 다공성 매체에서 탄소 나노 튜브의 수송 및 표면에 지하 환경에 일반적으로 존재하는 물리적, 화학적 요인의 효과를 연구하고 이해하는 것이 중요합니다.
다수의 연구는 다공성 매질에서의 나노 입자의 수송에 입자 (17)의 속도 (16), 및 표면 특성, 유동 콜렉터 입경 13-15의 효과에 대해 수행되었다. 오디오 솔루션의 효과에 그러나 체계적인 조사콜렉터 표면 상으로 가능한 증착에 이온 화학 (예 : pH와 이온 강도 등)는 여전히 18 ~ 20를 제한됩니다. 또한, 물리적 요인, 매체의 솔루션 화학, 탄소 나노 튜브의 표면 특성의 결합에 미치는 영향을 잘 이해하고 다른 문헌에서 변화되지 않습니다. 본 연구에서 다중 벽 탄소 나노 튜브의 표면 개질에 대한 제조 방법은, 산 세정 석영 모래를 충전 체계적인 실험실 규모의 컬럼과 함께 설명 될 것이다하는 포화 된 다공성 지지체의 표면 개질 된 탄소 나노 튜브의 반송, 유지 및 재 이동을 조사하기 위해 사용되는 .
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Protocol
다중 벽 탄소 나노 튜브의 1 기능화
- 안전 안경, 장갑 및 실험실 코트를 사용하여, 흄 후드 내부의 전체 작용 단계를 수행합니다. 눈금 실린더를 사용하여 질산 산성 황산 24 ㎖를 8 mL로 측정 한 다음 비이커로 옮긴다. 분석 저울에 주석 호일 컨테이너를 사용하여 비커에 처리되지 않은 다중 벽 탄소 나노 튜브의 32 mg을 추가 (최종 농도는 1 ㎎ / 산 혼합물의 ml를해야한다).
- 첫째, 실온에서 2 시간 동안 초음파 세척기 (목욕)에 MWCNT 산 혼합물 비커를 유지. 그런 다음, 열 및 90에서 5 시간 동안 MWCNT-산 용액을 저어 핫 플레이트를 사용하여 ° C.
- 필터 홀더에 배치 0.2 μm의 세공 직경의 PTFE 멤브레인 필터로 CNT 현탁액을 여과하고 여과를 돕기 위해 진공을 사용한다. 부분에 의해 여과 부분을 수행하고 여러 필터 멤브레인 (하나의 필터에 대한 부분마다 상기 혼합물의 약 1/4 일)를 사용합니다. 끓는 물에 추가혼합물의 pH가 5보다 커질 때까지 여과 공정시에 산 용액을 걸러.
- 이 꺼져 있고 진공 시스템에 아무것도를 소개하지 전에 항상를 주입합니다. 폐액 수집 비커를 사용한다.
- 폐기물 용기에 붓고 여과 산 (폐기물 처리 시설로 폐기물 용기를 보내거나 수돗물 중 적어도 열 배를 가산함으로써 싱크로 덤핑 전에 액체 희석).
- CNT (약 24 시간 건조를 완료하기 위해 음식을 증발로 유지 다중 벽 탄소 나노 튜브와 여과막을 전송하고, 데시 케이 터에 넣어 요리 (실리카겔 약 100g 함유) 및 진공 환경을 생성 (약 1 시간 동안 진공을두고) ).
- 주걱을 사용하여 조심스럽게 막에서 탄소 나노 튜브를 긁어 깨끗한 용기 내로 입자를 옮긴다. 다중 벽 탄소 나노 튜브 분말의 무게를 측정하고 향후 사용을 위해 컨테이너를 레이블을 붙입니다.
2. Poro전송 실험에 대한 우리 미디어
- 실리카 모래의 산 세척 0.1 M HCl 용액을 준비합니다.
- 안전 안경, 장갑, 실험실 코트와 흄 후드 내부의 모든 단계를 수행합니다. 2 L 플라스크에 1 L를 탈 이온수를 추가합니다. 눈금 실린더를 사용하여 37 % 염산 8 mL로 측정한다.
- 조심스럽게 탈 이온수에 염산을 추가합니다. 혼합하기 위해 조심스럽게 플라스크를 흔들어.
- 준비된 HCl 용액으로 모래를 씻으십시오.
- 약 1,000g 모래의 무게를. HCl 용액과 플라스크에 모래의 1/3를 추가하고 모래 (모래마다의 1/3)의 나머지 부분을 추가 한 후 혼합하기 위해 두 번 플라스크를 흔들어.
- 플라스크를 세 번 흔들어 30 분간 모래 산을 둡니다.
- 적어도 8 배를 산 폐액 용기 플라스크에서 액체를 붓고 탈 이온수로 모래를 씻어.
- H 2 O 2 용액으로 모래를 씻으십시오.
- 에 탈 이온수 700 ml에 추가모래 플라스크는 눈금 실린더를 사용하여 2 O 2 30 % 용액 40㎖의 H를 측정한다.
- 모래 플라스크에 H 2 O 2 솔루션을 추가하고 혼합하기 위해 두 번 흔들어. 플라스크에 160 ml의 H 2 O 2 총이 때까지 2 O 2 용액을 3 회 30 % H의 또 다른 (40)를 가하여.
- 흔들어 용액과 모래 매번 혼합하고, 반응이 완료 될 수 있도록 40 분 동안 모래 H 2 O 2 용액을 떠난다. 플라스크를 흔들어 플라스틱 막대 매 10 분에 모래를 저어.
- 싱크대 아래로 액체를 가만히 따르다 30 초 동안 수돗물을 실행합니다.
- 씻어 모래를 건조.
- 탈 이온수와 모래를 씻어 최소 8 시간은 모든 솔루션 제거 또는 반응 생성물을 통해 버려지합니다. 흔들어 세척 할 때 철저하게 약동하십시오.
- 건조 24 시간 동안 오븐 (105 ° C)로 세척 모래 플라스크에 넣고, 다음 사용하여 오븐에서 모래를 취할모래가 식을 때까지 오븐 벙어리 장갑 2 시간 동안 카운터에 둡니다.
- 플라스틱 용기에 깨끗한 모래를 전송합니다. 컨테이너를 표시하고 사용하기위한 준비를 적절한 선반에 배치합니다.
3. 열 실험
- 배경 용액의 조제.
- 열 실험에 적합한 배경 솔루션 화학을 준비합니다.
- 다음 실험에 적합한 이온 강도를 달성하기 위해 pH 및 염화나트륨 염을 조정할 0.1 M HCl 및 0.1 M의 NaOH 용액을 사용한다.
- 열 선택.
- 이 실험 (5 및 이온 강도 : 본 연구에서 2 mM의 산도) 2.5 cm 직경 15cm 길이의 유리 열을 선택합니다. 유리관의 양쪽에있는 스틸 메쉬 필터 (0.2 mm)를 사용합니다.
- 컬럼에 연결된 튜브 플러시 및 액체 흐름의 유형을 제어하기 위해 3- 방향 밸브까지 배경 용액으로 기입 (또는 다중 벽 탄소 나노 튜브 용액 (다중 벽 탄소 나노 튜브의 solution 또는 배경 용액)도 1에 도시 된 바와 같이.
- 컬럼의 습식 포장.
- 규모에 깨끗한 모래의 무게를 측정하고 선택한 열 크기 깨끗한 모래 124g을.
- 높은 정밀도 연동 펌프를 사용합니다. 액체 유동의 2 ml / 분을 달성하기 펌프를 보정.
- 수위가 증류탑의 저부 위의 몇 센티미터 때까지 아래로부터 열을 채우기 위해 펌프를 켜고. 열에 한번에 측정 모래의 약 1/10을 넣어하지만 모래 레벨이 열에있는 수위 위에 오지 않는지 확인. 모래 수준 이상으로 유지하기 위해 계속 열로 물 흐름을 계속합니다.
- 완전 충전 후 적절한 필터 메쉬 열 뚜껑을 닫습니다.
- 충전 탑은 적어도 1 시간 동안 흐르게. 칼럼의 개개의 파라미터는 다음 표 1에 나타내었다.
- 트레이서 시험.
- 에스MWCNT 솔루션 실험 이전에 추적 테스트와 열 실험을 타트.
- 실험을 시작하기 위해 (20 ㎎ / L로 음식 색 트레이서를 사용하여) 트레이서 용액에 3 방향 전환 밸브.
- 매 2 분에서 컬럼으로부터 유출을 채취 (즉, 4 ㎖ / 각 샘플링 튜브 내의 샘플)도 1에 도시 된 바와 같이 연결된 분획 수집기를 사용.
- 4.32 세공 용적에 대한 트레이서 용액을 주입 계속 또한 실험의 위상을 I라고 (즉, 용액 모래 충전 탑의 총 세공 빈 공간을 통과 4.32 배).
- 다른 기공 부피 4.32 대 (트레이서 실험의 경우 DI 물) 배경 용액 흐르도록 3 방향 전환 밸브.
- 다중 벽 탄소 나노 튜브 용액의 조제.
- 원하는 solutio로 (수용액 200 ㎖을 함유하는 300 ml의 비이커에 기능화 된 다중 벽 탄소 나노 튜브 15mg의 배치하여 분산, 기능화 된 다중 벽 탄소 나노 튜브 용액을 만들기N 화학 즉, pH가 5 및 2 mM의 이온 전류 실험 조건에서의 강도)과 15 분 동안 40 %의 출력되는 동력을 비커에 넣고 초음파 프로브를 호 모지 나이저 (사용). 15 ㎎ / L의 농도를 달성 MWCNT 동일한 수용액 800 mL를 다른 다중 벽 탄소 나노 튜브 분산 용액을 섞는다.
- 크기와 후 기능화 된 나노 입자의 형상에 대한 스톡 용액의 주사 전자 현미경 (SEM) 이미지 분석을 수행한다.
- MWCNT 전송 실험.
- 열 실험을 시작 MWCNT 용액에 3 방향 전환 밸브.
- 연결된 부분 수집기를 사용하여 매 2 분의 열에서 유출 샘플을 수집합니다.
- 4.32 기공 부피 대 용액 MWCNT (I 실험의 위상)을 주입한다.
- 실험의 단계 II라고 다른 세공 용적 4.32, 배경 용액을 흐르게 3 방향 전환 밸브.
- backgro에의 주입 관 변경상기 실험의 위상 III라고 다른 4.32 세공 용적에 대한 흐름을 계속 (튜브에서 공기의 입구를 피하기 위해 잠시 동안 펌프를 정지 한 후) DI 물 병으로 싶게 용액.
- 샘플 분석.
- 튜브 랙에 분수 집에서 모든 튜브 샘플을 전송합니다.
- , 시료 분석, 즉를위한 UV / VIS 분광 광도계를 준비 수집 된 시료의 정량에 대한 적절한 검사 파장을 찾을 수 있습니다. MWCNT 솔루션 및 추적 솔루션을위한 333 nm 파장 400 nm의를 사용합니다.
- I, II, 및 (이전 단계에서 더 적합하다고 판단하는 경우 또는 상이한 파장) 400 nm의 파장을 사용하는 큐벳 III 및 데이터를 저장하는 단계 동안 컬럼으로부터 수집 된 모든 샘플을 스캔.
- 분광 광도계로부터 데이터를 수집하고 대표적인 결과에 나타낸 바와 같이 (예를 들면, 파과 곡선을 얻기 위해 시간 또는 세공 용적 대 그리면,도3).
- 제타 사이 저를 이용하여 유입 및 유출 샘플의 크기 분석 (수력 학적 직경)을 수행하고, 주사 전자 현미경을 사용하여 두 유출입 샘플에 대한 연구를 수행 시각화.
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Representative Results
다중 벽 탄소 나노 튜브 기능화의 효과
기능화 MWCNT 분산 용액 용액 평형에 도달 할 수 있도록 비이커에 밀봉 하였다. 초음파 6 개월 (그림 2)에 대한 동일하게 유지 솔루션 MWCNT의 유체 역학적 직경 (1,619 ± 262 ㎚)로 초음파 처리 후 원액에서 관찰도 침강이나 응집이 있었다. 이동성에 다중 벽 탄소 나노 튜브의 작용의 효과를 조사하기 위해, 열 실험의 두 세트 사용하여 수행 하였다 모두 완벽하게 작용하고 (제조업체로부터 수신) 표 1에 규정 된 실험 조건과 다중 벽 탄소 나노 튜브. 최대 상대 농도 (이하 기능화 덜 작용 다중 벽 탄소 나노 튜브의는 0.65 (그림 3 동안 완전히 기능화 된 다중 벽 탄소 나노 튜브의 C / C 0)), 약 0.75이었다. 덜 작용 다중 벽 탄소 나노 튜브가 검출되었다완전 기능화 된 다중 벽 탄소 나노 튜브와 같은 혁신적인 곡선도 왜곡 된 후에보다 유출. 이것은 덜 기능화 된 다중 벽 탄소 나노 튜브가 적은 이동했고, 열에서 유지하는 반면 완전 기능화 된 다중 벽 탄소 나노 튜브는 높은 이동했다 나타냅니다.
심지어 제어 조건이 발생하면, MWCNT의 작용 과정은 자연의 안정성뿐만 아니라 열 실험에서 다공성 미디어에 보존 속도에 매우 민감하다. 그들의 화학적, 물리적 조건이 동일한 순서 (그림 4)에 있었지만 작용 다중 벽 탄소 나노 튜브의 세 주식은 다르게 행동했습니다. 이전의 문헌도 유사한 실험 조건 14,16,20,21에서 기능화 된 다중 벽 탄소 나노 튜브에 대한 고유 유지율이 신고되었습니다.
열 전송 연구의 실험 조건
일반적으로 포화 열 연구는 전송을 위해 증명되었다다공성 미디어의 다양한 질감과 구조를 통해 다중 벽 탄소 나노 튜브의. 중간 입자 크기는 원통 모양의 다중 벽 탄소 나노 튜브의 전송을 위해 매우 중요하다. 본 연구에서는, 규사의 세 가지 크기는 콜렉터 입경의 영향을 평가하기 위해 선택되었다. 콜렉터 입경이 감소함에 따라 이론적으로, 최대 흡착 용량이 증가 더 침착을 의미한다. 이 1.5 기공 볼륨에 도달했지만 총 용출 다중 벽 탄소 나노 튜브는 미세한 입자 크기 (그림 5)에 대한 상대적 때까지 본 연구에서 선택한 세 가지 입자 크기 분포에서, 유출 농도는 급격히 같은 비율로 증가했다.
유동 패턴으로 인해 다중 벽 탄소 나노 튜브의 보유
문학에서는 긴 구형 나노 입자는 다공성 매체를 통해 천천히 움직이는 유체 적은 이동 될 수 있다는 설립되었습니다. 다중 벽 탄소 나노 튜브를 기반으로 연구 중 일부는 이들의 원통 nanoparti 적은 이동성과 동일한 경로를 따르저 유량 14,16,22에서 사이클 사용. 예로서, 다중 벽 탄소 나노 튜브의 기능화 운송 흐름 패턴의 영향뿐만 아니라 재 이동은 1-D 컬럼 연구를 통해 입증되었다. 열 세 실험 세트는 이동성 및 포화 다공성 매질에서 다중 벽 탄소 나노 튜브 (도 6)의 고정에 유량의 영향을 조사하기 위해 실시되었다. 공극수 최고 속도 (15.5 m / d)의 경우, 유출 물에서 다중 벽 탄소 나노 튜브의 상대 농도를 빠르게 증가 (0.77 단계 1)에서 최대 값에 도달 하였다. 유입수는 배경 용액으로 전환 된 후이어서, 농도는 아니 테일링 (단계 2)로 감소 하였다. DI 워터는 다중 벽 탄소 나노 튜브를 유지 remobilize 하였다. 결과적으로, 증착 된 다중 벽 탄소 나노 튜브의 일부가 유출 물 용액 (3 단계)로 재 동원 하였다. 낮은 속도, 5.15 및 1.17 m / D에서 유출 MWCNT 농도는 서서히 증가하고, 정상 상태 농도는 4.32 MW의 공극 체적 내에서 달성되지 않았다 열에 CNT 주입입니다. 최대 상대 농도는 0.73와 0.44, 각각 (그림 6)이었다.
다공성 매체를 통해 나노 입자 수송 용 열 실험 설정 그림 1. 개요. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2. 기능화 된 탄소 나노 튜브의 안정성 테스트. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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2 MM : 그림 3. 표면 개질 된 다중 벽 탄소 나노 튜브는 (단계 1, 2시, 3) 컬럼에서 용출 된 이온 강도의 실험 조건에 대한 거친 모래로 포장 산도 : 5; 유량 : 15.5 m / D. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 같은 실험 조건에서 세 가지 다른 배치에 작용 용출 다중 벽 탄소 나노 튜브에 대한 획기적인 곡선 4. 예. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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그림 5. 다중 벽 탄소 나노 튜브 컬럼에서 용출 (단계 1, 2시, 3) 이온 강도의 실험 조건에 대해 서로 다른 다공성 지지체 입자 크기 : 2 mM의; 산도 : 5; 유량 : 15.5 m / D. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 6. 컬럼에서 용출 된 다중 벽 탄소 나노 튜브 (단계 1, 2시, 3) 이온 강도의 실험 조건에 대해 서로 다른 유량에 대한 : 2 mM의; 산도 : 5; 모래 크기 :. 300 μm의는 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
| pH를 이온 강도 (㎜) | 입자 크기 (μm의) | 유속 (㎖ / 분) | 기공 물 속도 (m / 일) | |
| (5) | 이 | (300) | 이 | 15.5 |
| (5) | 이 | (300) | 이 | (15) |
| (5) | 이 | (211) | 이 | 15.5 |
| (5) | 이 | (150) | 이 | 15.5 |
| (5) | 이 | (300) | 0.66 | (5).17 |
| (5) | 이 | (300) | 0.22 | 1.71 |
열 실험을위한 실험 조건 표 1. 개요.
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Discussion
다중 벽 탄소 나노 튜브 기능화의 효과
도 2는 작용 화 된 다중 벽 탄소 나노 튜브의 안정성이 확인 된 바와 같이, MWCNT의 용출 부피에서 관측 된 차이는 다중 벽 탄소 나노 튜브의 표면 (-COOH) 그룹에 의한 작용 및 카르복실기의 첨가 특히 때문이었다 (도 3 및도 4). 유사한 작용 화 공정에서 산소의 존재는 X 선 광전자 분광법에 의해 확인 하였다 (14). 이 나노 입자의 표면에 계면 활성제가 첨가하여 현탁액을 안정화시키고 응집을 감소 시킨다는 23 앞서 밝혀졌다. 다른 독립적 인 연구에 따르면, 입자들 사이의 에너지 장벽의 부재에서 응집 된 나노 입자 응집체의 크기 및 증착 속도를 증가시키고 물리적 18,23-25 응력 변형의 발생에 기여한다. 따라서, 집계는 depositio을 증가 가능성n 및이 연구에서 덜 작용 (소수성) 다중 벽 탄소 나노 튜브의 유지. 그것은 다공질의 소수성 콜로이드 보유 친수성 콜로이드보다 높은 것이 입증되었으며, 고체 물과 공기 수분 고체 인터페이스 증착 24,26,27의 주요 사이트로 제시된다. 또한, 나노 입자의 유지율은 다중 벽 탄소 나노 튜브는 기능화 이하 (완전) 관능 화 된 다중 벽 탄소 나노 튜브에 비해 더 소수성이기 때문에, 현재의 실험 관찰 결과와 일치 소수성면 (28)과 함께 증가한다. 그러나 다중 벽 탄소 나노 튜브의 기능화의 범위는 방법도 있고, 다공성 매체에서 전송 나노 입자의 정확한 예측을위한 열 공부하는 동안 잘못된 결과를 생성 할 수있는 실험실에서 준수되고 있습니다.
열 전송 연구의 실험 조건
솔루션 화학 Figur의 세 가지 경우 모두에 동일로E 5 물리적 응력 변형이 세가지 실험 사이 증착 차이를 설명한다. 브래드 포드 등. (29)는 집 전체 직경 입자 직경의 비율이 0.05보다 큰 경우에는 입자 - 대 - 입자 전형적 응력 변형이 발생하는 것을 발견했다. 그러나 또 다른 연구에서, 브래드 포드 등. (30)는 비율이 0.003로 낮은 경우 이러한 응력 변형이 일어날 수 있다는 것을 발견했다. 다중 벽 탄소 나노 튜브는 원통형이기 때문에 입자의 비율은 입자 직경과 길이를 모두 사용하는 두 번 계산 하였다. 다중 벽 탄소 나노 튜브에 대한 이전의 연구에서, 리우 등. (16)는 다중 벽 탄소 나노 튜브에 대한 임계 값은 직경 0.003 μm의 물리적 응력 변형을 시작하는 길이 0.011 nm 인 것을 발견했다. 제조자에 의해 규정 된 바와 같이, 본 연구에 사용 된 다중 벽 탄소 나노 튜브의 평균 직경 및 길이는 각각 15 ㎛ 내지 40 nm이었다. 이러한 값을 사용하여, 모래 입자 직경 MWCNT 길이의 비율은 모든 샌즈 (0.05, 0.07, 0.1), BU를위한 임계 값 이상일모래 입자 직경 MWCNT 직경의 비율 t 모든 이전의 연구 (22)과 비교하여 임계 값 (0.00013, 0.00018 및 0.00027) 미만이다. 매티 슨 등. (14)는 응력 변형이 이온 강도가 낮은 주요 메커니즘 중 하나가 될 수 있다고 제안했다. 본 연구에서는 유출 다중 벽 탄소 나노 튜브 질량 (단계 1에서 2) 큰 입자 크기가 적은 증착되었다 있음을 보여줍니다. 이것은 더 다중 벽 탄소 나노 튜브가 작은 모래 입자 크기에 긴장 있다고 제안 할 수 있습니다. 다른 입자 크기의 입자 보존의 양의 차이는 적어도 부분적으로 입자 - 대 - 입자 응력 변형의 차이로 설명 할 수 있어야하지만, 이것이 열 수송 과정 중에 유일한 이유가 될 수 없다. 따라서 다공질 입자 크기의 범위를 사용하여 잘 확립 된 열 반송 연구는 다른 문헌과 같은 분야에서의 연구 결과와 유사한 애플리케이션을 행하고 비교 연구에 중요하다.
MWCN의 보존유동 패턴으로 인해 TS
모든 열을 연구하는 동안 유량의 변화는 나노 입자 수송 연구에 매우 중요 할 수 있습니다. 샤마 등. (22) 내의 다른 유사한 연구와 비교하여이 효과의 예뿐만 아니라 본 연구에서 증명되었다. 유량의 감소와 함께,도 6은 다중 벽 탄소 나노 튜브의 이동도가 유량, 즉에 강하게 의존였다 높은 보존도 이전 연구 (14, 16)와 일치한다. MWCNT 전송 연구 플로우 변동의 영향은 샤마 등. (22)에서 논의되어왔다. 유사 연구는 유동 패턴의 변동 및 변화로서 또한 통해 다중 벽 탄소 나노 튜브의 이동 및 유지에 영향을 미칠 수있는 자연에서 흔히 나노 입자 및 배경 용액 화학의 표면 특성에 더하여 열 수송 실험에서 흐름 패턴의 중요성을 강조 토양 및 지하수.
<P 클래스 = "jove_content"> 실용 시사점이 MWCNT의 작용이 다공성 매체의 운명과 MWCNT의 전송을 이해하는 중요한 과정이라고이 연구에서 결론을 내릴 수있다. MWCNT에 표면 개질 공정 동안 취해진 단계는이 연구에서 입증 또한 문헌에서 관찰 칼럼 연구 중에 이러한 나노 입자의 총 유지에 중요 할 수있다. 따라서 MWCNT의 표면 개질 잘 문서화 지침 토양 기공 이러한 나노 입자의 수송 및 유지의 정확한 추정을위한 물리 화학적 파라미터의 영향을 비교하기 위하여 필요하다. 모래 충진 컬럼 실험을 준비하는 동안이 연구에 따라 체계적으로 단계를 더 나노 입자 수송 추정을위한 잘 조절 실험실 규모의 연구에 유용 및 연구 결과의 대규모 응용 프로그램에 대한 비교 될 수있다.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| MWCNT | Cheap Tubes Inc., USA | sku-03040304 | Purchased as semi-functionlized powder |
| Quartz sand | Sibelco Nordic, Baskarp, Sweden | B44 | Purchased with more than 91% silica sand |
| H2SO4 | VWR | 1.01833.2500 | 95%-97% purity |
| HNO3 | VWR | 1.00441.1000 | 70% purity |
| HCl | VWR | 1.00317.2500 | 37%-38% purity |
| H2O2 | VWR | 23615.248 | 30% purity |
| NaCl | VWR | 1.06404.0500 | 99.5% purity |
| NaOH | Sigma-Aldrich | S8045-500G | 99.99% pur pellets |
| Ultrasonic Homogenizer | Biologics Inc. Manassas, Virginia | Model 3000, 0-127-0002 | Operated for fix time interval |
| Sonicator (bath) | Kerry Ultrasonic Ltd | 1808 | Common bath sonicator |
| Peristaltic pump | Ismantec, Glattbrugg, Switzerland | ISM931 | Work with tygon tubing in the pump |
| Spectrophotometer | Hach Lange | DR500, LPV408.99.0001 | Operate with manual cuvette as well as automated sampling |
| pH meter | Metrohm | 781 | pH analysis |
| Glass column | Chromaflex | 420830-1510 | Column with adjustable cap |
| Fraction collector | Spectrum Labs Europe | CF-2, 124846 | Fixed at regular interval of time |
| Fraction collector tubes | VWR | 212-9599 | 6 ml volume glass tube |
| Hot plate stir | Thermo Scientific | SP131320-33 | Adjustable tempurature |
| Oven | Elektro Helios | 259 | For oven dry of sand |
| Balance | Mettler Toledo | AE 160 | For accurate weight |
References
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