Um procedimento para a síntese de nanotubos de carbono multiwalled poliestireno-enxertados usando modificação química sucessiva etapas para seletivamente apresentar as cadeias de polímero as paredes laterais e seu self-assembly através de patchiness anisotrópica é apresentado.
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Artigo de método
Enxertia de nanotubos de carbono de Multiwalled com poliestireno para habilitar auto-montagem e anisotrópica Patchiness
Neste artigo
Resumo
Resumo
Demonstraremos um protocolo simples para enxertar multiwalled imaculadas de nanotubos de carbono (MWCNTs) com correntes de poliestireno (PS) em paredes laterais através de uma estratégia de polimerização de radicais livres para permitir que a modulação das propriedades da superfície do nanotubo e produzir supramolecular auto-montagem das nanoestruturas. Primeiro, uma hidroxilação seletiva dos nanotubos imaculadas através de uma reação de oxidação bifásico cataliticamente mediada cria sites reativas superficialmente distribuídos às paredes laterais. Os último sites reativos são modificados posteriormente com metacrílico metades usando um sililada metacrílico precursor para criar sites polimerizáveis. Esses grupos polimerizáveis podem endereçar mais polimerização de estireno para produzir um nanomaterial híbrido contendo cadeias PS enxertadas para os sidewalls de nanotubos. Polímero-enxerto conteúdo, quantidade de sililada metacrílico metades introduzido e modificação de hidroxilação dos nanotubos são identificados e quantificados por análise térmica química (TGA). A presença de reativos grupos funcionais hidroxila e sililada metacrilato são confirmadas por Fourier Transform espectroscopia no infravermelho (FT-IR). Soluções de nanotubo de carbono de poliestireno-enxertados em tetrahidrofurano (THF) fornecem amostras de nanotubos collinearly Self montado quando elenco parede a parede são analisadas por microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Esses auto-assemblies não são obtidos quando apropriados espaços em branco são expulsos da mesma forma análogas soluções contendo homólogos não enxertadas. Portanto, esse método permite a modificação do patchiness anisotrópica nanotubo às paredes laterais que resulta em auto-organização espontânea à escala nanométrica.
Introdução
Desde a descoberta de nanotubos de carbono de paredes simples (SWCNTs),1,2 as comunidades científicas aplicaram suas excelentes propriedades elétricas, mecânicas e térmicas3 em uma ampla gama de tecnologia de ponta aplicações, modulando suas propriedades de superfície através de ligações covalentes4 e não-covalente5 estratégias. Esses aplicativos são exemplos de seu uso como transdutores em sensores, eletrodos de7 6,em células solares,8 heterogêneo ....
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Protocolo
Atenção: Por favor consulte todas as fichas de dados de segurança (MSDS) antes do uso. Vários produtos químicos utilizados no presente protocolo são extremamente tóxico e cancerígeno. Derivados de nanotubos de carbono podem ter adicionais perigos respiratórios em comparação com outros alótropos de carbono em massa tradicional. Suspeita-se que nanotubos de carbono em aerossol podem afetar os pulmões em uma maneira similar que o amianto, embora suas propriedades cancerígenas não tem sido completamente elucidadas até agora. Por favor, use todas as práticas de segurança adequadas ao realizar as reações químicas e produto processamento passos, incluindo o uso de coifa e eq....
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Resultados
TGA foram recolhidos de nanotubos imaculados, nanotubos hidroxilados, nanotubos modificados com sililada metacrílico metades e nanotubos de poliestireno-enxertados (Figura 1). Os resultados de FT-IR foram coletados de nanotubos hidroxilados e nanotubos modificado com sililada metacrílico partes (Figura 2). Imagens de temperatura foram coletadas de nanotubos imaculados e nanotubos de poliestireno-enxertados (F.......
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Discussão
Neste método, existem algumas etapas que resultam essenciais para garantir um bem sucedido processo de enxerto. Em primeiro lugar, a reação de oxidação bifásico cataliticamente mediada (etapa 1.1) deve proceder com nanotubos de carbono recentemente dispersos (etapa 1.1.1.5). Se dispersão resulta inviável, de acordo com as recomendações do protocolo, o uso de um sonicador de ponta ultra-sônica seria útil se usando as mesmas indicações (etapa 1.1.1.6). Usando MWCNTs mais curtos também pode ajudar na solução de problemas de.......
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Divulgações
Os autores não têm nada para divulgar.
Agradecimentos
Nós gostaríamos de reconhecer os programas FQ-PAIP e DGAPA-PAPIIT da Universidade Nacional Autônoma do México (concessão números 9158-5000, 5000-9156, IA205616 e IA205316) e Conselho Nacional de ciência e tecnologia do México - CONACYT-(número de concessão 251533).
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Brometo de tetrapropilamónio, 99 % (TPABr) | Sigma-Aldrich | 88104 | Irritante, tóxico |
| Permanganato de potássio, 99 % (KMnO4) | Sigma-Aldrich | 223468 | |
| Ácido acético, 99,5 % | Sigma-Aldrich | 45726 | |
| Nanotubos de carbono de paredes múltiplas imaculados, 99 % (MWCNTs) | Serviços de Tecnologia Bayer | Amostra | doadaPoeiras nocivas. >1 micrômetro de comprimento e 13– 16 nm de diâmetro externo. Fornecedor alternativo: Nanocyl, Catálogo N. NC7000, site: http://www.nanocyl.com/ |
| Cloreto de sódio, 98% (NaCl) | Sigma-Aldrich | S3014 | Grau técnico também pode ser usado |
| Etanol, 99,8% (EtOH) | Sigma-Aldrich | 32221 | Grau técnico também pode ser usado |
| Metanol, 99,8% (MeOH) | Sigma-Aldrich | 322415 | Altamente tóxico. Grau técnico também pode ser usado |
| hidroquinona, 99% | Sigma-Aldrich | H9003 | |
| Tolueno, 99,8 | Sigma-Aldrich | 244511 | |
| anidro 3- (trimetoxissilil) metacrilato de propil, 98% (TMSPMA) | Sigma-Aldrich | 440159 | Sensível ao ar, tóxico |
| Azobisisobutironitrilo, 99% (AIBN) | Sigma-Aldrich | 755745 | Explosivo |
| Estireno, 99% | Sigma-Aldrich | S4972 | Purificado com uma coluna preparativa de gel de alumina e armazenado a 4 &graus; C |
| Acetona, 99,5 | Sigma-Aldrich | 179124 | Grau técnico também pode ser usado |
| Tetrahidrofurano, 99,9% (THF) | Sigma-Aldrich | 494461 | |
| Diclorometano, 99,5 | Sigma-Aldrich | 443484 | |
| Ácido clorídrico altamente tóxico, 37 | Sigma-Aldrich | 435570 | Vapores nocivos |
Referências
- 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....
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Reimpressões e permissões
Etiquetas
Enxertia de PoliestirenoPolimerização por Radicais LivresModificação por HidroxilaçãoAnálise TermogravimétricaEspectroscopia no Infravermelho com Transformada de FourierMicroscopia Eletrônica de TransmissãoAuto-organização AnisotrópicaModulação de Propriedades de SuperfícieTeor de Polímero Enxertado
