Functionalisatie en Dispersie van Koolstof Nanomaterialen Met behulp van een milieuvriendelijk Ultrasonicated Ozonolysis Proces

Het algemene doel van deze Ultrasone Ozonolyse en Elektroforetische Depositie processen is om een stabiele dispersie van koolstof nanomaterialen te bereiken die vervolgens kan worden gebruikt voor de bereiding van hiërarchische composietmaterialen. Deze methode kan antwoord geven op belangrijke vragen op het gebied van hiërarchische composieten. Door een eenvoudige methode te bieden om microvezelweefsel controleerbaar te coaten met koolstof nanomaterialen.

Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat koolstof nanomaterialen zoals nanobuizen en nanoplaatjes gefunctionaliseerd kunnen worden en compatibel gemaakt met polymere harssystemen zonder het gebruik van agressieve chemicaliën. Om dit proces te starten, brengt u alle benodigde materialen over naar een handschoenenkast in een afzuigkast met hepa-filter. Weeg de gewenste hoeveelheid nanomaterialen in een fles en voeg water toe zodat de uiteindelijke nanodeeltjesconcentratie één gram per liter is.

Versluit de fles met een deksel. Ultrasoniceer gedurende 30 minuten bij 43 kilohertz en 60 watt om de CNT's en GNP's te dispergeren. Giet vervolgens voorzichtig de nanodeeltjes suspensie in een reactorkolf met een magnetische roerder.

Monteer de experimentele set-up zoals beschreven in het tekstprotocol. Plaats daarna de ozonbubbel en verbind deze met de ozongenerator. Plaats vervolgens de reactorkolf in het gekoelde bad.

Roer de oplossing om te voorkomen dat de CNT's uit de suspensie bezinken. Zet de koelwaterrecirculatie-eenheid aan om de ozonreactor en de ultrasone cel te koelen. Zet vervolgens de zuurstoftoevoer naar de ozongenerator aan.

Stel de stroomsnelheid in op nul komma vijf liter per minuut. Zet de ozongenerator aan en laat deze 30 tot 60 minuten draaien. Het gebruik van een bubbeler aan de andere kant van de ozondestructie-eenheid maakt een snelle controle mogelijk of de ozongenerator correct is aangesloten en stroomt.

Schakel daarna de peristaltiekpomp in en stel deze in op nul komma zes zeven hertz. Zet de ultrasone hoorn aan en stel het vermogen in op 60 watt. Observeer het sonicatieproces gedurende ten minste 30 minuten om er zeker van te zijn dat de werking van de pomp en de ultrasone hoorn stabiel is.

Nadat de gewenste ultrasone ozonolyse verwerkingstijd is verstreken, zet u de ozongenerator, de sonicator en de pomp uit. Roer de koolstof nanomateriaaldispersie gedurende een uur om de ozon en de oplossing te laten ontbinden. Om te beginnen, soniceer de nanomateriaalsuspensie als de elektroforese niet binnen 24 uur na de ultrasone ozonolyse verwerking wordt uitgevoerd.

Bereid vervolgens drie roestvrijstalen elektroden voor zoals beschreven in het tekstprotocol. Gebruik P1000 aluminiumoxide schuurpapier om de elektroden te slijpen. Reinig de geslepen elektroden 10 minuten in een ultrasone reinigingsbad met ultrapuur water.

Plaats de elektroden in een schone oven om 10 minuten te drogen bij 100 graden Celsius. Verplaats de elektroden vervolgens naar een exsiccator om af te koelen. Wanneer ze zijn afgekoeld, weegt u de elektroden die voor anotische depositie worden gebruikt op een viercijferige analytische weegschaal.

Monteer vervolgens de elektroden zoals beschreven in het tekstprotocol. Breng 35 milliliter koolstof nanomateriaaldispersie over in een 50 milliliter beker. Bevestig de elektrodebevestiging aan een retortstandaard.

Laat vervolgens de elektroden langzaam zakken naar de bodem van de beker. Bevestig de positieve aansluiting van de DC-voedingsbron aan de centrale anode. Bevestig vervolgens de negatieve aansluiting aan een van de buitenste kathoden.

Gebruik een deksel met alligatorclips om de twee buitenste kathoden te verbinden. Zet de voeding uit en stel de stroom in op de maximale instelling. Stel de spanning in op de gewenste waarde voor het gewenste onderzoek.

Bereid vervolgens een stopwatch voor en zet de voeding aan gedurende de vereiste coderingsduur. Schakel vervolgens de voeding uit. Til de elektrodebevestiging langzaam uit de suspensie, zorg ervoor dat de film niet wordt verstoord.

Koppel de aansluitingen los van de elektroden. Draai vervolgens de elektrodebevestiging langzaam naar een horizontale positie. Laat de film op de anode gelijkmatig drogen.

Demonteer vervolgens de bevestiging en droog de anode gedurende een uur in een oven bij 100 graden Celsius. Plaats de gedroogde anode in de exsiccator om af te koelen. Gebruik een analytische weegschaal en noteer het gewicht tot vier decimalen.

Fotograaf de gecodeerde anode en herhaal het coderings- en weegproces voor elke depositietijd. Voer vervolgens karakterisering en analyse uit zoals beschreven in het tekstprotocol. In deze studie wordt een nieuwe methode gebruikt om koolstof nanomaterialen in een waterige omgeving te functioneel maken en stabiel te dispergeren.

X-ray foto-elektron spectroscopie widescan karakterisering toont aan dat CNT's die geen USO-behandeling hebben ondergaan bijna geen zuurstof bevatten. De oppervlaktezuurstofniveau neemt echter toe naarmate de USO-behandelingstijd toeneemt. Een ramanspectrum toont het voorhanden zijn van defecten in de CNT's die al bestonden vóór de USO-behandeling.

De G-band verschuift van een golfgetal van 1.576 naar een golfgetal van 1.582, waarbij de tweede component meer uitgesproken wordt bij een golfgetal van 1.618 naarmate de USO-tijd toeneemt. Opmerkelijke verschillen zijn ook te zien in de intensiteit van de twee D-banden bij een golfgetal van 2.698. En dan de D- en G-banden bij een golfgetal van 2.941 naarmate de USO-tijd toeneemt.

Deze veranderingen komen allemaal overeen met een toename van het oxidatieniveau van de CNT's. Scanning elektronenmicroscopie toont aan dat onbehandelde CNT's zeer compact zijn, terwijl CNT's behandeld met USO veel gelijkmatiger over het oppervlak zijn verdeeld. Dit geeft aan dat USO-behandelingen hebben geholpen om de aggregaten in het ontvangen materiaal te verminderen.

De USO-behandelde CNT's worden vervol