As propriedades de superfície de uma nanopartícula são importantes para sua interação com o meio circundante. Portanto, a modificação superficial dos nanotubos de carbono pode ser crítica para seu transporte e retenção através de meios porosos. Aqui, experimentos de coluna em escala de laboratório são usados para entender o possível transporte e retenção dessas nanopartículas.
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Artigo de método
Transporte de nanotubos de carbono de superfície modificada através de uma coluna de solo
Neste artigo
Resumo
Resumo
Os nanotubos de carbono (CNTs) são nanopartículas amplamente fabricadas, que estão sendo utilizadas em vários produtos de consumo, como artigos esportivos, eletrônicos e aplicações biomédicas. Devido à sua produção e uso acelerados, os CNTs constituem um risco ambiental potencial se forem liberados no solo e nos sistemas de águas subterrâneas. Portanto, é essencial melhorar a compreensão atual do destino ambiental e do transporte de CNTs. O transporte e a retenção de NTCs em meios naturais e artificiais foram relatados na literatura, mas os achados variam amplamente e, portanto, não são conclusivos. Há uma série de parâmetros físicos e químicos responsáveis pela variação na retenção e transporte. Neste estudo, um procedimento completo de nanotubos de carbono de paredes múltiplas selecionados (MWCNTs) é apresentado a partir de sua modificação de superfície para um conjunto completo de experimentos de coluna de laboratório em cenários físicos e químicos críticos. Os resultados indicam que a estabilidade dos MWCNTs disponíveis comercialmente é crítica com seu grupo funcional de superfície anexado, que também pode influenciar o transporte e a retenção de MWCNT através do meio circundante.
Introdução
Com o recente desenvolvimento em nanotecnologia que utiliza vários tipos de nanopartículas para melhorar uma série de tecnologias em setores como tecnologia da informação, energia, ciência ambiental, medicina, segurança interna, a segurança alimentar, e transporte; uma compreensão completa do transporte e retenção de nanopartículas em solo e água subterrânea é fundamental para a avaliação de riscos, bem como aplicações ambientais de nanopartículas 1-3. Nanotubos de carbono (CNT) são uma das nanopartículas à base de carbono mais produzidos 2,4. Nanotubos de carbono são a forma cilíndrica longa e de grafeno com um diâmetro geralmente inferior a 10....
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Protocolo
1. A funcionalização de multiwalled Nanotubos de Carbono
- Realizar toda a etapa de funcionalização dentro de um exaustor, usando óculos de segurança, luvas e jaleco. Medir 24 ml de ácido sulfúrico e 8 ml de ácido nitrato utilizando um cilindro graduado, e depois transferi-los para um copo. Adicionar 32 mg de MWCNTs não tratados para uma proveta de usar estanho recipiente de alumínio em uma balança analítica (concentração final deve ser de 1 mg / ml de mistura de ácido).
- Em primeiro lugar, manter o copo com MWCNT e mistura de ácido no produto de limpeza de ultra-sons (banho) durante 2 horas à temperatura ambiente. Então, o calor e agita-se a soluçã....
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Resultados
Efeito de funcionalização MWCNT
A solução MWCNT funcionalizado e disperso foi selado no recipiente para permitir que a solução atinja o equilíbrio. Não houve sedimentação nem agregação observada na solução estoque após sonicação, como o diâmetro hidrodinâmico da MWCNT (1.619 ± 262 nm) da solução manteve-se a mesma durante seis meses de ultra-sons (Figura 2). Para investigar o efeito de funcionalização de MWCNTs à sua mobilidade, dois conjuntos de experimento.......
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Discussão
Efeito de funcionalização MWCNT
Como a Figura 2 confirma a estabilidade do MWCNTs funcionalizados, a diferença observada no volume de eluído de MWCNT foi devido a funcionalização e particularmente, devido à adição de carboxilo (-COOH) grupos à superfície das MWCNTs (Figuras 3 e 4). No processo de funcionalização semelhante, a presença de oxigênio foi confirmada pelo raio-X espectroscopia de fotoelétrons 14. Verifi.......
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Divulgações
Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.
Agradecimentos
Os autores gostariam de agradecer o apoio do Departamento de Ciências da Terra da Universidade de Uppsala por apoiar parte desta pesquisa.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| MWCNT | Cheap Tubes Inc., EUA | sku-03040304 | Comprado como pó semi-funcionalizado |
| Areia de quartzo | Sibelco Nordic, Baskarp, Suécia | B44 | Comprado com mais de 91% de areia de sílica |
| H2SO4 | VWR | 1.01833.2500 | 95%-97% de pureza |
| HNO3 | VWR | 1.00441.1000 | 70% de pureza |
| HCl | VWR | 1.00317.2500 | 37%-38% de pureza |
| H2O2 | VWR | 23615.248 | 30% de pureza |
| NaCl | VWR | 1.06404.0500 | 99.5% de pureza |
| NaOH | Sigma-Aldrich | S8045-500G | 99.99% de pellets puros |
| Homogeneizador Ultrassônico | Biologics Inc. Manassas, Virgínia | Modelo 3000, 0-127-0002 | Operado para intervalo de tempo fixo |
| Sonicador (banho) | Kerry Ultrasonic Ltd | 1808 | Sonicador de banho comum |
| Bomba peristáltica | Ismantec, Glattbrugg, Suíça | ISM931 | Trabalho com tubulação tygon na bomba |
| Espectrofotômetro | Hach Lange | DR500, LPV408.99.0001 | Opere com cubeta manual, bem como com medidor de pH de amostragem automatizado |
| Análise de pH Metrohm | 781 | ||
| Coluna de vidro | Chromaflex | 420830-1510 | Coluna com tampa ajustável |
| Coletor de frações | Spectrum Labs Europe | CF-2, 124846 | Fixado em intervalos regulares de tempo |
| Tubos coletores de frações | VWR | 212-9599 | Tubo |
| Mistura de placa quente | Thermo Scientific | SP131320-33 | Tempurature |
| ajustável Forno | Elektro Helios | 259 | Para forno seco de areia |
| Balance | Mettler Toledo | AE 160 | Para peso preciso |
Referências
- Maynard, A. D., et al. Safe handling of nanotechnology. Nature. 444, 267-269 (2006).
- Mauter, M., Elimelech, M. Environmental applications of carbon-based nanomaterials. Environ. Sci. Technol. 42 (16), 5843-5859 (2008).
- Darka-Kagy, K., Khodadoust, A. P., Reddy, K. R.
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Reimpressões e permissões
