나노 입자의 표면 특성은 주변 매체와의 상호 작용에 중요합니다. 그러므로, 탄소 nanotubes의 표면 변형은 다공성 매체를 통해서 그들의 수송 그리고 보유를 위해 결정적인 일 수 있습니다. 여기에서 실험실 규모의 컬럼 실험은 이러한 나노 입자의 가능한 수송 및 체류를 이해하는 데 사용됩니다.
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나노 입자의 표면 특성은 주변 매체와의 상호 작용에 중요합니다. 그러므로, 탄소 nanotubes의 표면 변형은 다공성 매체를 통해서 그들의 수송 그리고 보유를 위해 결정적인 일 수 있습니다. 여기에서 실험실 규모의 컬럼 실험은 이러한 나노 입자의 가능한 수송 및 체류를 이해하는 데 사용됩니다.
탄소 나노튜브(CNT)는 널리 제조된 나노 입자로, 스포츠 용품, 전자 제품 및 생물 의학 응용 분야와 같은 여러 소비재에 활용되고 있습니다. 생산 및 사용이 가속화되기 때문에 CNT는 토양 및 지하수 시스템으로 방출될 경우 잠재적인 환경 위험을 초래합니다. 따라서 CNT의 환경적 운명 및 운송에 대한 현재의 이해를 향상시키는 것이 필수적입니다. 자연기도 하고 인공적인 매체에 있는 CNTs의 수송 그리고 보유는 문헌에서 보고되었다, 그러나 발견은 매우 다양하 그러므로 결정적이지 않다. 보유 및 운송의 변동을 담당하는 여러 가지 물리적 및 화학적 매개변수가 있습니다. 이 연구에서는 표면 개질부터 시작하여 중요한 물리적 및 화학적 시나리오에서 완전한 실험실 컬럼 실험 세트에 이르기까지 선택된 다중벽 탄소 나노튜브(MWCNT)의 완전한 절차를 제시합니다. 결과는 상업적으로 이용 가능한 MWCNT의 안정성이 부착된 표면 작용기와 함께 매우 중요하며, 이는 주변 매체를 통한 MWCNT의 수송 및 유지에도 영향을 미칠 수 있음을 나타냅니다.
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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다중 벽 탄소 나노 튜브의 1 기능화
2. Poro전송 실험에 대한 우리 미디어
3. 열 실험
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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...
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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 가...
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저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.
저자는 이 연구의 일부를 지원한 웁살라 대학교 지구과학과의 지원에 감사를 표합니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| MWCNT | Cheap Tubes Inc., USA | sku-03040304 | 반기능 분말로 구매 |
| 석영 모래 | Sibelco Nordic, Baskarp, Sweden | B44 | 91% 이상의 실리카 샌드와 함께 구매 |
| 2SO4 | VWR | 1.01833.2500 | 95%-97% 순도 |
| HNO3 | VWR | 1.00441.1000 | 70% 순도 |
| HCl | VWR | 1.00317.2500 | 37%-38% 순도 |
| H2O2 | VWR | 23615.248 | 30% 순도 |
| NaCl | VWR 1.06404.0500 | 99.5% 순도 | |
| NaOH | Sigma-Aldrich | S8045-500G | 99.99% 순수 펠릿 |
| 초음파 균질화 기 | Biologics Inc. Manassas, Virginia | Model 3000, 0-127-0002 | 고정 시간 간격 작동 |
| 초음파 발생기 (목욕) | Kerry Ultrasonic Ltd | 1808 | 일반 목욕 초음파 발생기 |
| 연동 펌프 | Ismantec, Glattbrugg, Switzerland | ISM931 | 펌프에서 타이곤 튜빙 작업 |
| 분광 광도계 | Hach Lange | DR500, LPV408.99.0001 | 수동 큐벳 및 자동 샘플링 |
| pH 측정기 | Metrohm | 781 | pH 분석 |
| 유리 컬럼 | Chromaflex | 420830-1510 | 조절 가능한 캡이 있는 컬럼 |
| 분획 분취기 | Spectrum Labs Europe | CF-2, 124846 | 일정한 시간 간격으로 고정 |
| 분획 분취기 튜브 | VWR | 212-9599 | 6ml 용량 유리관 |
| 핫 플레이트 교반 | Thermo Scientific | SP131320-33 | 온도 조절 가능한 |
| 오븐 | Elektro Helios | 259 | 모래 오븐 건조용 |
| 저울 | Mettler Toledo | AE 160 | 정확한 중량용 |
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