Een procedure voor de synthese van polystyreen-geënt multiwalled koolstof nanotubes met behulp van opeenvolgende chemische wijziging stappen om selectief kennismaken met de polymeerketens de zijwanden en hun zelf-assemblage via anisotrope vlekkerigheid is gepresenteerd.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Multiwalled koolstof Nanotubes met polystyreen om zelf-assemblage en anisotrope vlekkerigheid enten
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
We tonen een eenvoudig protocol om te enten ongerepte multiwalled koolstof nanobuisjes (MWCNTs) met polystyreen (PS) ketens op de zijwanden door middel van een vrije radicalen polymerisatie-strategie om de modulatie van de nanobuis oppervlakte-eigenschappen en Supramoleculaire zelf-assemblage van de nanostructuren produceren. Eerst maakt een selectieve hydroxylering van de ongerepte nanobuisjes door een tweefase catalytically gemedieerde oxidatie reactie oppervlakkig gedistribueerde reactieve sites op de zijwanden. De laatste reactieve sites zijn vervolgens gewijzigd met methacrylzuur wordt met behulp van een voorloper van de methacrylzuur gesilyleerd polymerizable sites te maken. Deze polymerizable groepen kunnen verdere polymerisatie van styreen tot een hybride nanomateriaal met PS ketens geënt op de zijwanden nanobuis adresseren. De polymeer-prothese inhoud, de hoeveelheid gesilyleerd methacrylzuur wordt ingevoerd en de hydroxylatie wijziging van de nanobuisjes zijn geïdentificeerd en gekwantificeerd door Thermogravimetrische analyse (TGA). De aanwezigheid van reactieve functionele groepen hydroxyl en gesilyleerd methacrylaat worden bevestigd door Fourier Transform infraroodspectroscopie (FT-IR). Polystyreen-geënt koolstof nanobuis oplossingen in tetrahydrofuraan (THF) bieden wall-to-wall collinearly zelf geassembleerde nanotubes wanneer gegoten monsters worden geanalyseerd door transmissie-elektronenmicroscopie (TEM). Deze zelf-vergaderingen worden niet verkregen wanneer geschikt blanks zijn ook uitgebracht van analoog oplossingen met niet-geënt tegenhangers. Daarom is deze methode kan de wijziging van de nanobuis anisotrope informatiebrochures op de zijwanden, die tot spontane auto-organisatie op nanoschaal leidt.
Inleiding
Sinds de ontdekking van enkelwandige koolstof nanobuisjes (SWCNTs),1,2 de wetenschappelijke gemeenschappen hun uitstekende elektrische, mechanische en thermische eigenschappen3 in een brede waaier van geavanceerde hebt toegepast toepassingen door modulerende hun oppervlakte-eigenschappen via covalente4 en de niet-covalente5 strategieën. Voorbeelden van deze toepassingen zijn hun gebruik als omvormers in sensoren,6,7 elektroden in zonnecellen, ondersteunt8....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Let op: Raadpleeg alle relevante veiligheidsinformatiebladen (MSDS) vóór gebruik. Verscheidene van de chemicaliën die worden gebruikt in dit protocol zijn acuut toxisch en kankerverwekkend. Koolstof nanobuis derivaten wellicht extra respiratoire gevaren in vergelijking met andere traditionele bulk koolstof allotropen. Het vermoeden bestaat dat de koolstof nanotubes in aërosols longen op een vergelijkbare manier dan asbest beïnvloeden kan, hoewel hun kankerverwekkende eigenschappen hebben niet al volledig opgehelderd tot nu toe. Gebruik alle passende veiligheidspraktijken bij het uitvoeren van de chemische reacties en het product verwerken stappen met inbegrip van het ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
TGA gegevens werden verzameld uit ongerepte nanobuisjes, gehydroxyleerde nanobuisjes, nanotubes met gesilyleerd methacrylzuur wordt gewijzigd en polystyreen-geënt nanotubes (Figuur 1). Resultaten FT-IR werden verzameld uit gehydroxyleerde nanotubes en nanotubes bewerkt met gesilyleerd methacrylzuur wordt (Figuur 2). TEM beelden werden verzameld uit ongerepte nanotubes en polystyreen-geënt nanotubes (Figuur 3<.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Bij deze methode zijn er enkele stappen die leiden tot cruciaal voor garanderen een succesvolle praktijk proces. Ten eerste, de tweefase catalytically gemedieerde oxidatie reactie (stap 1.1) moet worden uitgevoerd met onlangs verspreide koolstof nanobuisjes (stap 1.1.1.5). Als dispersie niet haalbaar volgens de aanbevelingen in het protocol resultaten, is het gebruik van een ultrasone tip ultrasoonapparaat zou nuttig zijn als met behulp van de dezelfde vermeldingen (stap 1.1.1.6). Met behulp van kortere MWCNTs kan ook he.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Wij zouden willen erkennen de FQ-PAIP en DGAPA-PAPIIT programma's van de Nationale Autonome Universiteit van Mexico (subsidie nummers 5000-9158, 5000-9156, IA205616 en IA205316) en de nationale Raad voor wetenschap en technologie uit Mexico - CONACYT-(verlenen van nummer 251533).
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Tetrapropylammonium bromide, 99 % (TPABr) | Sigma-Aldrich | 88104 | Iriterend, giftig |
| Kaliumpermanganaat, 99 % (KMnO4) | Sigma-Aldrich | 223468 | |
| Azijnzuur, 99,5 % | Sigma-Aldrich | 45726 | |
| Prismatische multi-walled carbon nanotubes, 99 % (MWCNT's) | Bayer Technology Services | Gedoneerde monster | Schadelijke stoffen. >1 micrometer in lengte en 13–16 nm in buitendiameter. Alternatieve leverancier: Nanocyl, Catalogus N. NC7000, website: http://www.nanocyl.com/ |
| Natriumchloride, 98 % (NaCl) | Sigma-Aldrich | S3014 | Technische kwaliteit kan ook worden gebruikt |
| Ethanol, 99,8 % (EtOH) | Sigma-Aldrich | 32221 | Technische kwaliteit kan ook worden gebruikt |
| Methanol, 99,8 % (MeOH) | Sigma-Aldrich | 322415 | Zeer giftig. Technische kwaliteit kan ook worden gebruikt |
| Hydrochinon, 99 % | Sigma-Aldrich | H9003 | |
| Tolueen, 99,8 % | Sigma-Aldrich | 244511 | Watervrij |
| 3-(Trimethoxysilyl)propylmethacrylaat, 98 % (TMSPMA) | Sigma-Aldrich | 440159 | Luchtgevoelig, giftig |
| Azobisisobutyronitril, 99 % (AIBN) | Sigma-Aldrich | 755745 | Explosief |
| Styreen, 99 % | Sigma-Aldrich | S4972 | Gezuiverd met behulp van een preparatieve alumina gelkolom en bewaard bij 4 °C |
| Aceton, 99,5 % | Sigma-Aldrich | 179124 | Technische kwaliteit kan ook worden gebruikt |
| Tetrahydrofuraan, 99,9 % (THF) | Sigma-Aldrich | 494461 | |
| Dichloormethaan, 99,5 % | Sigma-Aldrich | 443484 | Zeer giftig |
| Zoutzuur, 37 % | Sigma-Aldrich | 435570 | Schadelijke dampen |
Referenties
- Iijima, S. Helical Microtubules of Graphitic Carbon. Nature. 354, 56-58 (1991).
- Iijima, S., Ichihashi, T. Single-Shell Carbon Nanotubes of 1-nm Diameter. Nature. 363, 603-605 (1993).
- Dai, H. Carbon Nanotubes: Synthesis, Integration and Properties. Acc. Chem. Res. 35, 103....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
