Síntesis y funcionalización de nitrógeno dopados Copas de nanotubos de carbono con nanopartículas de oro como tapones de corcho

Resumen

Hablamos de la síntesis de nanocups grafito individuales utilizando una serie de técnicas que incluyen la deposición química de vapor, la oxidación de ácidos y sonicación con sonda de punta. Por reducción de citrato de HAuCl ₄, Los nanocups grafito eran efectivamente corcho con nanopartículas de oro debido a los bordes químicamente reactivos de los vasos.

Resumen

Los nanotubos de carbono dopados con nitrógeno consisten en muchos compartimentos de grafito en forma de copa denominado como tazas de nanotubos de carbono dopados con nitrógeno (NCNCs). Estos nanocups grafito como-sintetizado a partir de deposición de vapor químico (CVD) se apilan de manera cabeza-a-cola celebrada sólo a través de interacciones no covalentes. NCNCs individuales se pueden aislar de su estructura de apilamiento a través de una serie de procesos de separación química y física. En primer lugar, como NCNCs-sintetizados se oxidan en una mezcla de ácidos fuertes para introducir defectos que contienen oxígeno en las paredes de grafito. Los NCNCs oxidados fueron procesadas mediante tratamiento con ultrasonidos de alta intensidad de la sonda de punta que separa eficazmente los NCNCs apilados en nanocups grafito individuales. Debido a su abundante oxígeno y funcionalidades de la superficie de nitrógeno, los NCNCs individuales resultantes son altamente hidrófilos y pueden ser funcionalizados con eficacia con nanopartículas de oro (PNB), que preferentemente se ajustan en la aperturade las copas como tapones de corcho. Estos nanocups grafito corcho con PNB pueden encontrar aplicaciones prometedoras como contenedores a nanoescala y transportistas de drogas.

Introducción

Con sus cavidades internas inherentes y química versátil superficie, los nanomateriales basados ​​en carbono huecas, como los nanotubos de carbono (CNT), se considera que son buenas nanovehículos en las aplicaciones de administración de fármacos. ^1,2 Sin embargo, la estructura fibrilar de la CNT vírgenes tiene bastante inaccesible hueco interiores y pueden provocar una respuesta inflamatoria severa y los efectos citotóxicos en los sistemas biológicos. ^3,4 nanotubos de carbono dopados con nitrógeno, por otra parte, se han encontrado que poseen mayor biocompatibilidad que los nanotubos de carbono de pared múltiple (sin dopar MWCNTs) ^5,6....

Protocolo

1. ECV Síntesis de nitrógeno dopados Copas de nanotubos de carbono (NCNCs)

NCNCs se sintetizaron empleando técnica de deposición de vapor químico (ECV) en el sustrato de cuarzo utilizando precursores líquidos (Figura 1A).

1. Colocar un tubo de cuarzo largo 3 pies (2,5 cm ID) en un horno tubular Lindberg / azul como la cámara de reacción. Coloque una placa de cuarzo (1 "x 12") en el interior del tubo como el sustrato para la recogida de producto. Selle el tubo de cuarzo con tapas de acero inoxidable de fabricación casera con una función de conexiones de gas y / tubos de inyección de líquido.
2. Prepare una s....

Resultados

Los NCNCs tal como se sintetiza a partir del crecimiento ECV aparecieron como una alfombra de material negro sobre un sustrato de cuarzo. Películas gruesas de NCNCs un peso de aproximadamente varios mg se obtuvieron por pelado con una hoja de afeitar (Figura 1B). Imágenes de TEM muestran la morfología de NCNCs como-sintetizados en diferentes aumentos (figura 1). En el menor aumento (Figura 1C), los NCNCs tal como se sintetiza todos mostraron una estructura fibrilar con .......

Discusión

El objetivo principal de nuestros experimentos era producir eficazmente nanocups de grafito a partir de nanotubos de carbono dopados con nitrógeno. Sin embargo, el dopaje de nitrógeno en la síntesis ECV no garantiza la formación de la estructura en forma de copa apilados. Dependiendo de la composición química del precursor y de otras condiciones de crecimiento, la morfología del producto dado puede variar mucho. ¹⁹ La concentración de fuente de nitrógeno es el factor principal que influye en la estructura deb.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Reagents
>H2	Valley National Gases	Grado 5.0
Ferroceno	Sigma-Aldrich	F408-500G
Xilenos	Fisher Scientific	X5-500
Acetonitrilo	EMD	AXO149-6
H2SO4	Fisher Scientific	A300-500
HNO3	EMD	NX0409-2
	DMF Fisher Scientific	D119-500
Etanol	Decon	2716
Fenol	Sigma-Aldrich	P1037-100G
Piridina	EMD	PX2020-6
Hydridantin	Sigma-Aldrich	H2003-10G
Ninhidrina	Alfa Aesar	43846
HAuCl4	Sigma-Aldrich	52918-1G
Citrato de Sodio	SAFC	W302600
Equipment
CVD Horno	Lindberg/Blue
TEM (baja resolución)	FEI Morgagni
TEM (alta resolución)	JOEL	2100F
Sonicador de punta de sonda	Qsonica	XL-2000
Espectrómetro UV-Vis	Perkin-Elmer	Lambda 900
Zeta Analizador de Potencial Brookheaven		ZetaPlus
Espectroscopía EDX	Phillips	XL30 FEG

Ar Valley National Gases Grado 5.0