이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.

방법 논문

자기 집합에 있도록 폴리스 티 렌과 이방성 Patchiness Multiwalled 탄소 나노튜브를 접목

7.8K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/56267

⸱

2018년 4월 1일

 ,  , 

이 논문에서

요약

프로시저를 연속 화학 수정을 사용 하 여 폴리스 티 렌 투입 multiwalled 탄소 나노튜브의 합성 단계를 선택적으로 sidewalls에 폴리머 체인 소개와 그들의 자기 조립을 통해 이방성 patchiness입니다 제시.

초록

나노튜브 표면 특성의 변조를 사용 하는 자유 라 디 칼 중 합 전략을 통해 측 벽에서 폴리스 티 렌 (PS) 체인으로 깨끗 한 multiwalled 탄소 나노튜브 (MWCNTs)를 이식 하는 간단한 프로토콜 설명 및 nanostructures의 자기 조립을 supramolecular 생산. 첫째, 복 형 촉매로 중재 산화 반응을 통해 깨끗 한 나노튜브의 선택적 hydroxylation sidewalls에 피상적으로 분산된 반응 사이트를 만듭니다. 후자의 반응 사이트 이후에 酸 moieties polymerizable 사이트를 만들 silylated 酸 전조를 사용 하 여 함께 수정 됩니다. 그 polymerizable 그룹 추가 중 합 스틸 렌 PS 체인 나노튜브 sidewalls에 투입을 포함 하는 하이브리드 접한 생산을 해결할 수 있습니다. 폴리머-이식, silylated 酸 moieties 소개의 내용과 나노튜브의 hydroxylation 수정 확인 이며 열 분석 (TGA)에 의해 계량. 반응 기능 그룹 수 및 silylated 메타 크 릴 산의 존재는 푸리에 변환 적외선 분광학 (IR FT)에 의해 확인 됩니다. 폴리스 티 렌 투입 탄소 나노튜브 솔루션 tetrahydrofuran (THF) 빽빽한 캐스트 collinearly 자기 조립된 나노튜브 샘플 전송 전자 현미경 (TEM)에 의해 분석을 제공 합니다. 셀프-어셈블리 적당 한 여백을 마찬가지로 비 융합 대응을 포함 하는 유사한 솔루션에서 던 질 때 얻을 하지 않을 수 있습니다. 따라서,이 메서드는 나노튜브 이방성 patchiness sidewalls에는 나노 스케일에서 자발적인 자동 조직으로 결과의 수정 수 있습니다.

서론

단일 벽 탄소 나노튜브 (SWCNTs),1,2 의 발견부터 과학 사회 첨단의 넓은 범위에서 그들의 뛰어난 전기적, 기계적, 열 속성3 적용 그들의 화학식4 통해 표면 특성 및 비 화학식5 전략을 변조 하 여 응용 프로그램. 이러한 응용 프로그램의 예로 사용 센서, 태양 전지에서6,7 전극 변환기로, 촉매, 합성,10 안티 파울에9 nanoreactors8 이기종 지원 보호 필름, 복합 재료, 채워 주는11 에서12등. 그러나, 표면 특성의 그들의 더 강력한, 아직 산업으로 사용할 수 있는 multiwalled 대응 즉, MWCNTs는 nanoscale에 비-공유 그들의 상호 작용에 방향 제어를 변조 가능성 어려운 남....

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

프로토콜

주의: 사용 하기 전에 모든 관련 물질 안전 데이터 시트 (MSDS)를 참조 하십시오. 이 프로토콜에 사용 되는 화학 물질의 일부는 심하게 독성과 발암 성 있습니다. 탄소 나노튜브 파생 상품 다른 전통적인 대량 탄소 allotropes에 비해 추가 호흡 위험 할 수 있습니다. 그것은 의심을 탄소 나노튜브에 어로 졸에 영향을 미칠 수 폐 석면 보다 비슷한 방식으로 그들의 발암 성 속성을가지고 하지 되었습니다 완전히 해명 지금까지 비록. 화학 반응 및 제품 처리 연기 후드 및 개인 보호 장비 사용을 포함 하는 단계를 수행할 때 모든 적절 한 안전 관행을 사용 하시기 바랍니다 (연구실 코트, 장갑, 안전 안경, 신발, 전체 길이 바지 휴일) 동안 적합 형 호흡기 필터링 특히 경우에 사용 해야 잠재적인 나노튜브 먼지 생성 될 수 있습니다 (NIOSH N95 모델, 승인 또는 유럽 EN 149 인증 FFP3 버전). 다음 절차의 일부 표준 불활성 분위기 처리 기술 포함 한다. 24

1. 선택적 Hydroxylation Multiwalled 탄소 나노튜브 22

  1. 복 형 촉매로 MWCNTs의 산화를 중재
    1. ....

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

결과

TGA 데이터 깨끗 한 나노튜브, hydroxylated 나노튜브, silylated 酸 moieties로 나노튜브 및 폴리스 티 렌 투입 나노튜브 (그림 1)에서 수집 했다. FT-적외선 결과 hydroxylated 나노튜브에서 수집 된와 나노튜브 수정 silylated 酸 moieties (그림 2). 가장 이미지 깨끗 한 나노튜브 및 폴리스 티 렌 투입 나노튜브 (그림 3)에서 수집 되었다. 대량 드랍 스 TGA는 나노튜브의 화학 수정의 stepwise 수익률을 계산 하는 데 사용 됩니다. 22 , 23 , 25 ,

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

토론

이 방법에서는, 성공적인 이식 과정을 보장 하는 중요 한 결과 몇 가지 단계가 있다. 첫째, 복 형 촉매로 중재 산화 반응 (단계 1.1) 최근 분산 된 탄소 나노튜브 (단계 1.1.1.5)와 밖으로 실행 되어야 한다. 분산 프로토콜에서 권장 사항에 따라 unviable 경우, 초음파 팁 sonicator 사용 하 여 동일한 표시 (단계 1.1.1.6)를 사용 하는 경우 도움이 될 수 있습니다. 짧은 MWCNTs를 사용 하 여 또한 분산 문제를 해결에 도움이 될 수 있습니다. 둘째, 진공 여과 시스템의 설정 정화 효율 (1.2.2 단계)에서 결정적 이다. 이러한 의미에서 멤브레인 필터 지원 표면 (단계 1.2.2.5)의 소 결된 유리 영역을 중심으로 발생할 수 있습니다 막 주름 절차는 적절 하 게 준수 하지 않을 경우 (특히, 단계 1.2.2.5-1.2.2.6). 후자 발생, 균질 필터 접착을 얻을 때까지 단계 1.2.2.3 1.2.2.5 반복 합니다. 또는, 젖는 비 막으로 또한 시도 버전 (즉, 따르지 않는 .......

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

우리 FQ PAIP 멕시코 국립 자치 대학 (부여 번호 5000-9158, 5000-9156, IA205616 및 IA205316)에서 DGAPA PAPIIT 프로그램을 인정 하 고 싶습니다 및 과학 및 멕시코에서 기술에 대 한 국가 위원회-CONACYT-(번호를 부여 251533)입니다.

....

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
테트라프로필암모늄 브로마이드, 99 % (TPABr)Sigma-Aldrich88104자극성, 독성
과망간산칼륨, 99 % (KMnO4)Sigma-Aldrich223468
아세트산, 99.5 %Sigma-Aldrich45726
Pristine multiwalled carbon nanotubes, 99 % (MWCNTs)Bayer Technology Services기증된 샘플유해한 먼지. 길이 >1 마이크로미터, 13– 외경이 16nm입니다. 대체 공급 업체 : Nanocyl, 카탈로그 N. NC7000, 웹 사이트 :
http://www.nanocyl.com/ Sodium Chloride, 98 % (NaCl)Sigma-AldrichS3014기술 등급은
에탄올, 99.8 % (EtOH)Sigma-Aldrich32221기술 등급도 사용할 수 있습니다
메탄올, 99.8 % (MeOH)시그마 알드리치322415독성이 높습니다. 기술 등급도 사용할 수 있습니다
하이드로퀴논, 99 %시그마 - 알드리치H9003
톨루엔, 99.8 %시그마 - 알드리치244511무수
3- (트리 메 톡시 실릴) 프로필 메타 크릴 레이트, 98 % (TMSPMA)시그마 알드리치440159공기 민감성, 독성
아조비시 이소 부티 로니트릴, 99 % (AIBN)시그마 알드리치755745폭발성
스티렌, 99 %Sigma-AldrichS4972알루미나 겔 분취 컬럼을 사용하여 정제하고 4 °C에 보관; C
아세톤, 99.5 %시그마 알드리치179124기술 등급도 사용할 수 있습니다
테트라 하이드로 푸란, 99.9 % (THF)시그마 알드리치494461
디클로로 메탄, 99.5 %시그마 알드리치443484고독성
염산, 37 %시그마 알드리치435570유해 연기

참고문헌

  1. Iijima, S. Helical Microtubules of Graphitic Carbon. Nature. 354, 56-58 (1991).
  2. Iijima, S., Ichihashi, T. Single-Shell Carbon Nanotubes of 1-nm Diameter. Nature. 363, 603-605 (1993).
  3. Dai, H. Carbon Nanotubes: Synthesis, Integration and Properties. Acc. Chem. Res. 35, 103....

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재인쇄 및 허가

더 많은 논문 탐색

폴리스티렌 그라프팅자유 라디칼 중합히드록실화 변성열중량 분석푸리에 변환 적외선 분광법투과 전자 현미경이방성 자기 조립표면 특성 조절폴리머 그라프트 함량