Name: Transporte de nanotubos de carbono de superfície modificada através de uma coluna de solo (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-04-02T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 26 s
Description: Aprenda a modificar nanotubos de carbono de múltiplas paredes e avaliar seu transporte e retenção em meios porosos usando experimentos em coluna. Este método demonstra como a funcionalização afeta a mobilidade dessas nanopartículas em diferentes tipos de areia.

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Os autores gostariam de agradecer o apoio do Departamento de Ciências da Terra da Universidade de Uppsala por apoiar parte desta pesquisa.

1. A funcionalização de multiwalled Nanotubos de Carbono <ol><li> 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). </li><li> 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 solução MWCNT-ácido durante 5 h a 90 ° C utilizando uma placa quente. </li><li> Filtra-se a suspensão com um CNT dos poros da membrana de 0,2 um filtro de PTFE de diâmetro colocado sobre um suporte de filtro, e usar a vácuo para ajudar a filtração. Realize a porção de filtração por porção e use várias membranas de filtro (aproximadamente 1/4 th de mistura acima por parte de um filtro). Adicione a água ferventedurante o processo de filtração para filtrar a solução de ácido até que o pH da mistura torna-se maior do que 5. </li><li> Sempre quebrar o vácuo antes de ser desligado e não introduzir qualquer coisa no sistema de vácuo. Use um copo cônico para recolher o líquido de resíduos. </li><li> Derrame de ácido filtrado em um recipiente de resíduos (enviar o recipiente de resíduos para uma instalação de tratamento de resíduos ou diluir o líquido antes de despejá-la na pia, adicionando pelo menos dez vezes de água da torneira). </li><li> Transfira as membranas filtrantes com MWCNTs retidos em evaporando pratos e colocar os pratos em exsicador (contém cerca de 100 g de gel de sílica) e criar um ambiente de vácuo (deixar o vácuo durante cerca de 1 hora) para o CNT para completar a secagem (cerca de 24 horas ). <ol><li> Raspe os nanotubos de carbono fora das membranas cuidadosamente usando uma espátula e transferir as partículas dentro de um recipiente limpo. Pesa-se o pó MWCNTs e identificar o recipiente, para uso futuro. </li></ol></li></ol> 2. Poronos meios de transporte para Experiments <ol><li> Prepare uma solução de HCl 0,1 M por lavagem ácida de areia de sílica. <ol><li> Executar todas as etapas dentro de um exaustor com óculos de segurança, luvas e jaleco. Adicionar 1 L de água desionizada para um balão de 2 L. Medida 8 ml de HCl a 37% utilizando um cilindro graduado. </li><li> Adicionar o HCl na água desionizada cuidadosamente. Agitar o frasco cuidadosamente para ajudar a mistura. </li></ol></li><li> Lava-se a areia com a solução de HCl preparado. <ol><li> Pesar cerca de 1.000 g de areia. Adicione 1/3 de areia para o balão com a solução de HCl e agitar o frasco duas vezes para ajudar a mistura, em seguida, adicionar o resto da areia (1/3 de areia de cada vez). </li><li> Agitar o frasco três vezes e deixar o ácido com areia durante 30 min. </li><li> Despeje o líquido para fora do balão ao recipiente de resíduos de ácido e lavar a areia com água deionizada pelo menos 8 vezes. </li></ol></li><li> Lava-se a areia com uma solução de H 2 O 2. <ol><li> Adicione 700 ml de água deionizada emo balão com areia, em seguida, medir 40 ml de 30% de H 2 O 2 solução usando um cilindro graduado. </li><li> Adicione o 2 O 2 solução H na garrafa com areia e apertar duas vezes para ajudar a mistura. Em seguida, adicionar mais 40 mL de 30% de H 2 O 2 a solução 3 vezes até que não é de 160 ml no total de H 2 O 2 no frasco. </li><li> Agitar e homogeneizar a solução e areia de cada vez e deixar o H 2 O 2 com solução de areia durante 40 min para permitir que a reacção se completou. Agitar o frasco e agita-se a areia com uma vareta de plástico a cada 10 min. </li><li> Decantar o líquido até a pia e correr água da torneira durante 30 segundos. </li></ol></li><li> Lavar e secar a areia. <ol><li> Lavar areia com água deionizada pelo menos 8 vezes para se livrar de qualquer solução ou esquerda sobre produtos de reacção. Agitar e mexa bem quando enxaguar. </li><li> Coloque a garrafa com areia lavada em um forno (105 ° C) por 24 horas para secar, em seguida, tomar a areia fora do forno usandoforno-luva e deixar no balcão para 2 horas para a areia para se refrescar. </li><li> Transfira a areia limpa em um recipiente de plástico. Marque o recipiente e coloque-o em uma prateleira apropriado para estar pronto para o uso. </li></ol></li></ol> 3. Experimentos Coluna <ol><li> Preparação da solução de fundo. <ol><li> Prepare apropriado química solução de fundo para o experimento coluna. </li><li> Use 0,1 M HCl e 0,1 M NaOH soluções para ajustar o pH e o sal de NaCl para conseguir a força iónica adequada para a experiência seguinte. </li></ol></li><li> Seleção de coluna. <ol><li> Escolha uma coluna de vidro de 2,5 cm de diâmetro e 15 cm de comprimento para este experimento (pH: 5 e força iônica: 2 mM no estudo atual). Use de um filtro de malha de aço (0,2 mm) em ambos os lados da coluna de vidro. </li><li> Lave os tubos ligados à coluna e encher com solução de fundo (ou solução MWCNTs até que a válvula de 3 vias para controlar o tipo de fluxo de líquido (MWCNTs solution ou solução de fundo), conforme mostrado na Figura 1. </li></ol></li><li> Wet-embalagem da coluna. <ol><li> Pesar a areia limpa em escala e tomar 124 g de areia limpa para o tamanho da coluna selecionada. </li><li> Use uma bomba peristáltica de alta precisão. Calibrar a bomba para atingir 2 ml / min de fluxo de líquido. </li><li> Iniciar a bomba para encher a coluna a partir do fundo até que o nível de água é um par de centímetros acima do fundo da coluna. Coloque cerca de 1/10 da areia, medida de cada vez para a coluna, mas certifique-se que o nível de areia não vem acima do nível da água na coluna. Continuar o fluxo de água para a coluna continuamente para ficar acima do nível de areia. </li><li> Feche a tampa da coluna com tela de filtro adequado, após o preenchimento completo. </li><li> Permitir que a coluna de enchimento para fluir durante pelo menos 1 hr. Os parâmetros individuais da coluna são indicadas na Tabela 1. </li></ol></li><li> Tracer teste. <ol><li> Start o experimento de coluna com um traçador de teste antes das experiências de solução MWCNT. </li><li> Alterne a válvula de 3 vias para a solução marcador (o uso de alimentos de cor marcador a 20 mg / L) para iniciar o experimento. </li><li> Recolher as amostras de saída a partir da coluna a cada 2 minutos (ou seja, 4 ml / amostras em cada tubo de ensaio), utilizando o colector de fracções ligado conforme mostrado na Figura 1. </li><li> Continuar para injectar a solução de traçador para um volume de poro de 4,32 (isto é, solução passa de 4,32 vezes o espaço vazio de poros total na coluna empacotada areia), que também é chamado de fase I do experimento. </li><li> Alterne a válvula de 3 vias para solução do fluxo de fundo (água DI no caso de experimento tracer) para outro volume 4,32 poros. </li></ol></li><li> Preparação da solução de MWCNT. <ol><li> Adicione uma disperso, solução MWCNTs funcionalizado colocando 15 mg de MWCNTs funcionalizados em um copo de 300 ml contendo 200 ml de solução aquosa (com soluçã o desejarn química ou seja, pH 5 e 2 mM de força iónica na condição experimental corrente) e utilizando um homogeneizador de ultra-sons de sonda colocada no copo de vidro (com 40% de potência, durante 15 min). Misture a solução MWCNTs disperso com mais 800 ml da mesma solução aquosa para se atingir a concentração MWCNT de 15 mg / L. </li><li> Realizar microscopia de varrimento electrónico (SEM) de análise de imagem de solução estoque para o seu tamanho e forma das nanopartículas depois de funcionalização. </li></ol></li><li> Experimento transporte MWCNT. <ol><li> Alterne a válvula de 3 vias para solução MWCNT para iniciar o experimento coluna. </li><li> Recolher as amostras de saída a partir da coluna a cada 2 min utilizando o colector de fracções ligado. </li><li> Injectar a solução MWCNT para um volume de 4,32 poro (fase I do experimento). </li><li> Alterne a válvula de 3 vias para fluir solução de fundo para outro volume de poros 4,32, o que é chamado de fase II do experimento. </li><li> Alterar o tubo de injecção de background solução para o frasco de água DI (depois de parar a bomba, por um momento, para evitar a entrada de ar a partir do tubo) e continuar o fluxo para outro volume de poro de 4,32, que é chamada a fase III do experimento. </li></ol></li><li> As análises das amostras. <ol><li> Transferir todas as amostras de tubos de coletor de fração em um suporte de tubos. </li><li> Prepare um espectrofotômetro UV / VIS para a análise da amostra, ou seja, descobrir o comprimento de onda de leitura adequado para a quantificação das amostras coletadas. Use 400 nm para uma solução MWCNT e um comprimento de onda de 333 nm para a solução do marcador. </li><li> Digitalizar todas as amostras recolhidas a partir da coluna durante as fases I, II, III e utilizando uma cuvete a 400 nm de comprimento de onda (ou um comprimento de onda diferente, se for considerado mais apropriado na etapa anterior) e armazenar os dados. </li><li> Coletar os dados do espectrofotômetro e traçá-los vs tempo ou volume de poros para obter curvas de ruptura como mostram os resultados representativos (por exemplo, a Figura3). </li><li> Realizar análise de tamanho (diâmetro hidrodinâmico) de entrada e saída amostras usando zeta sizer e conduzir a visualização estudou tanto para entrada e saída amostras usando microscopia eletrônica de varredura. </li></ol></li></ol>

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Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.

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...

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 100 nm e um comprimento na gama de 100 nm a 50 um. Eles têm propriedades únicas, que aceleraram a sua utilização em diversas aplicações, tais como a eletrônica, ótica, cosméticos e tecnologia biomédica (por exemplo, materiais compósitos) 5. Com o aumento do uso, há também um aumento da risk à exposição humana e efeitos sobre a saúde, bem como as consequências ecológicas negativas seguintes CNT e disposição outras nanomateriais à base de carbono para o meio ambiente 5-8. Com nenhuma modificação de superfície (não funcionalizados), nanotubos de carbono são extremamente hidrofóbico e tendem a agregar em solução aquosa. Nanotubos de carbono funcionalizadas podem, no entanto, permanecem dispersos e estável em soluções aquosas e são utilizados para fins biomédicos, tais como a entrega de drogas 9. Aqui, é essencial que os nanotubos de carbono permanecem dispersos e mobilização, de modo que o fármaco pode ser entregue no interior do corpo humano 10. Por outro lado, para reduzir os riscos ambientais, não há a necessidade de estudos com foco em como imobilizar os nanotubos de carbono, a fim de evitar a sua entrada em aquíferos e dos recursos de água potável 11. Estudos recentes têm demonstrado o efeito tóxico do CNT em organismos vivos e também os riscos para os ecossistemas em termos de nanotubos de carbono que entram e que se acumulam nas cadeias alimentares, uma vez queNanotubos de carbono são difíceis de biodegradar 5,8. Mesmo com sistemas de barreira em aterros contendo os nanotubos de carbono, que pode ser possível para os nanotubos de carbono de passar através das barreiras. Nesses casos, os nanotubos de carbono poderia entrar em reservatórios de água subterrânea e corpos de água superficiais. Como regulamentos de eliminação da CNT não estão bem definidos e mecanismos de transporte são mal compreendidos, uma melhor compreensão da mobilidade dos nanotubos de carbono é necessário para a formulação e concepção de sistemas de escoamento adequado 12. Portanto, é importante estudar e compreender o destino e transporte de nanotubos de carbono em meios porosos e o efeito de fatores físicos e químicos comumente presentes no ambiente de subsuperfície na superfície modificada retenção CNT. Uma série de pesquisas têm sido realizadas sobre o efeito do tamanho do coletor de grão 13-15, caudal 16, e propriedades de superfície dos grãos de 17 sobre o transporte de nanopartículas em meios porosos. Entretanto, as investigações sistemáticas sobre o efeito da solutquímica de iões (tais como o pH e força iónica) sobre possível deposição sobre a superfície do colector são ainda limitados 18-20. Além disso, o efeito combinado de factores físicos, solução química do meio e propriedades de superfície dos nanotubos de carbono não é bem compreendida e variam na literatura diferente. Neste estudo, um método de preparação para a modificação da superfície de MWCNTs será demonstrada, juntamente com uma coluna sistemática à escala laboratorial embalado com areia de quartzo limpo com ácido vai ser utilizado para investigar o transporte, a manutenção e remobilização de nanotubos de carbono de superfície modificada em meios porosos saturados .

<table><tbody><tr><td>MWCNT</td><td>Cheap Tubes Inc., EUA</td><td>sku-03040304</td><td>Comprado como pó semi-funcionalizado</td></tr><tr><td>Areia de quartzo</td><td>Sibelco Nordic, Baskarp, Suécia</td><td>B44</td><td>Comprado com mais de 91% de areia de sílica</td></tr><tr><td>H2SO4</td><td>VWR</td><td>1.01833.2500</td><td>95%-97% de pureza</td></tr><tr><td>HNO3</td><td>VWR</td><td>1.00441.1000</td><td>70% de pureza</td></tr><tr><td>HCl</td><td>VWR</td><td>1.00317.2500</td><td>37%-38% de pureza</td></tr><tr><td>H2O2</td><td>VWR</td><td>23615.248</td><td>30% de pureza</td></tr><tr><td>NaCl</td><td>VWR</td><td>1.06404.0500</td><td>99.5% de pureza</td></tr><tr><td>NaOH</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S8045-500G</td><td>99.99% de pellets puros&nbsp;</td></tr><tr><td>Homogeneizador Ultrassônico</td><td>Biologics Inc. Manassas, Virgínia</td><td>Modelo 3000, 0-127-0002</td><td>Operado para intervalo de tempo fixo</td></tr><tr><td>Sonicador (banho)</td><td>Kerry Ultrasonic Ltd</td><td>1808</td><td>Sonicador de banho comum</td></tr><tr><td>Bomba peristáltica</td><td>Ismantec, Glattbrugg, Suíça</td><td>ISM931</td><td>Trabalho com tubulação tygon na bomba</td></tr><tr><td>Espectrofotômetro</td><td>Hach Lange</td><td>DR500, LPV408.99.0001</td><td>Opere com cubeta manual, bem como com medidor de pH de amostragem automatizado</td></tr><tr><td></td><td>Análise de pH Metrohm</td><td>781</td><td></td></tr><tr><td>Coluna de vidro</td><td>Chromaflex</td><td>420830-1510</td><td>Coluna com tampa ajustável</td></tr><tr><td>Coletor de frações</td><td>Spectrum Labs Europe</td><td>CF-2, 124846</td><td>Fixado em intervalos regulares de tempo</td></tr><tr><td>Tubos coletores de frações</td><td>VWR</td><td>212-9599</td><td>Tubo</td></tr> <tr>de vidro de 6 ml de volume<td>Mistura de placa quente</td><td>Thermo Scientific</td><td>SP131320-33</td><td>Tempurature</td></tr><tr><td>ajustável Forno</td><td>Elektro Helios</td><td>259</td><td>Para forno seco de areia</td></tr><tr><td>Balance</td><td>Mettler Toledo</td><td>AE 160</td><td>Para peso preciso</td></tr></tbody></table>

transporte de nanotubos de carbono de superfície modificada através de uma coluna de solo

Transport of Surface-modified Carbon Nanotubes through a Soil Column

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.

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...

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.

Transporte de nanotubos de carbono de superfície modificada através de uma coluna de solo

Carbon nanotubes (CNTs) are widely manufactured nanoparticles, which are being utilized in a number of consumer products, such as sporting goods, ...

O objetivo geral do experimento a seguir é demonstrar um método para modificação superficial de nanotubos de carbono de múltiplas paredes, juntamente com experimentos em coluna em escala laboratorial para avaliar o transporte, retenção e remobilização dos nanotubos de carbono modificados superficialmente. A funcionalização de nanotubos de carbono comercialmente disponíveis é realizada mediante a adição de grupos funcionais carboxílicos e hidroxila às superfícies das nanopartículas. Como segundo passo, prepara-se uma solução estável de nanotubos de carbono para experimentos de coluna com fluxo contínuo.Os experimentos com coluna seguinte são realizados utilizando areia de sílica lavada com ácido e nanotubos de carbono funcionalizados. Após a areia ser cuidadosamente empacotada na coluna, a solução estável de nanotubos é injetada, seguida pela injeção da solução de fundo e, em seguida, água desionizada. Os resultados mostram que o processo de funcionalização tem um grande impacto na retenção geral de nanotubos de carbono de múltiplas paredes nos tipos de areia selecionados.A demonstração deste método fornece uma orientação para a modificação superficial de nanotubos de carbono e uma compreensão do impacto do transporte e retenção dessas nanopartículas no solo. A demonstração visual deste método é importante porque alguns dos procedimentos, como a funcionalização de nanopartículas, podem ser difíceis de reproduzir. Uma abordagem sistemática utilizando experimentos laboratoriais bem controlados é essencial para compreender e diferenciar entre os diversos efeitos.Quanto ao comportamento do transporte de nanopartículas, parte do procedimento experimental está sendo realizada por uma estudante no laboratório. Maria ti Dentro de uma capela com equipamento de proteção individual apropriado, transfira 24 mililitros de ácido sulfúrico concentrado e oito mililitros de ácido nítrico para um béquer sobre folha de alumínio. Pese 32 miligramas de nanotubos de carbono de múltiplas paredes não tratados e adicione-os à solução ácida.Sonicar a mistura de nanotubo e ácido por duas horas à temperatura ambiente. Em seguida, aqueça e agite a solução por cinco horas a 90 graus Celsius. Filtre cerca de um quarto da suspensão de nanotubo através de um filtro de 0,2 mícron.Despeje o filtro de membrana de PTFE com diâmetro auxiliado por vácuo. Eleve o pH da mistura para acima de cinco adicionando água fervente durante o processo de filtração. Em seguida, repita com um filtro novo até que todo o material seja filtrado.Colete as membranas de filtro e coloque-as em um dessecador sob vácuo por cerca de 24 horas. Após as membranas estarem completamente secas, raspe os nanotubos das membranas e colete o pó resultante para experimentos futuros. Para preparar primeiramente o meio poroso, tome oito mililitros de ácido clorídrico 37% e adicione a um litro de água deionizada para obter uma solução 0,1 molar em três porções.Misture aproximadamente um quilograma de areia na solução ácida. Deixe a mistura repousar por 30 minutos. Em seguida, decante a solução ácida e lave a areia com água desionizada no mínimo oito vezes.Em seguida, adicione 700 mililitros de água deionizada seguidos por 40 mililitros de peróxido de hidrogênio a 30% ao frasco contendo areia. Agite o frasco duas vezes para misturar a solução com a areia. Adicione mais 40 mililitros de peróxido de hidrogênio a 30% ao frasco.Misture mais três vezes. Após cada adição, agite a mistura a cada 10 minutos, durante um total de 40 minutos, decante a solução e lave a areia com água desionizada pelo menos oito vezes. Seque a areia em estufa a 105 graus por 24 horas e, em seguida, deixe esfriar à temperatura ambiente por duas horas antes da umidificação.Após o empacotamento da coluna, prepare a solução de fundo com cloreto de sódio e ajuste o pH com ácido clorídrico 0,1 molar e hidróxido de sódio 0,1 molar. Obtenha uma coluna de vidro com 2,5 centímetros de diâmetro e 15 centímetros de comprimento com malha de aço de 0,2 milímetros nas duas extremidades.Primeiro, enxágue e preencha o tubo com o traçador até a válvula e, em seguida, com água desionizada, removendo o ar aprisionado no tubo. Em seguida, calibre a bomba peristáltica para uma vazão de dois mililitros por minuto. Inicie a bomba para preencher a coluna a partir da base com a solução de fundo.À medida que o nível da água sobe, adicione cerca de 12 gramas de areia de cada vez, totalizando 124 gramas. Tampe a coluna com o filtro de malha ao finalizar o preenchimento. Altere a válvula de três vias para a solução traçadora.Em seguida, injete a solução por 4,32 volumes de poro e colete amostras do efluente em intervalos de dois minutos, correspondendo a quatro mililitros por amostra. Em seguida, troque a válvula para água desionizada por mais 4,32 volumes de poro. Para preparar o experimento de transporte, adicione 15 miligramas de nanotubos funcionalizados a um béquer contendo 200 mililitros da solução de fundo e sonique a mistura com uma sonda de homogeneizador ultrassônico por 15 minutos.Em seguida, adicione mais 800 mililitros de solução e faça a solução de fundo fluir através da coluna empacotada com areia. Então, inicie a fase um do experimento mudando a válvula de três vias para a solução de nanotubos. Injete a solução e colete as amostras de efluente em intervalos de dois minutos durante 4,32 volumes de poro.Em seguida, aplique a solução de fundo por mais 4,32 volumes de po. Continue coletando amostras a cada dois minutos. Para a etapa final do experimento, troque o tubo de injeção por água desionizada e aplique por mais 4,32 volumes de po.Novamente, coletando amostras a cada dois minutos, pare a bomba. Ao final desta fase, prepare um espectrofotômetro UV-vis para análise das amostras. Analise todas as amostras da solução traçadora coletadas no comprimento de onda apropriado aqui.333 nanômetros e todas as amostras da solução de nanotubos a 400 nanômetros. Represente os dados como absorvência em função do tempo para compreender melhor o transporte e a retenção de nanotubos. Os experimentos foram realizados com nanotubos de carbono de múltiplas paredes totalmente e parcialmente funcionalizados.A concentração máxima de nanotubos totalmente funcionalizados nas amostras coletadas foi maior, indicando que eles foram mais móveis do que os nanotubos menos funcionalizados. Em seguida, três tamanhos de grão de areia de quartzo foram avaliados teoricamente, e à medida que o tamanho do grão diminui, a capacidade máxima de absorção aumenta, o que implica maior deposição. De acordo com isso, menos nanotubos foram eluídos da areia de grão fino do que da areia de grão médio ou grosso.Por fim, três experimentos foram realizados para investigar o efeito da taxa de fluxo na retenção de nanotubos. Em velocidades mais baixas, as concentrações de nanotubos aumentaram lentamente, e uma concentração constante não foi alcançada no efluente dentro de 4,32 volumes de poros. Isso está de acordo com a literatura anterior, que indica que nanopartículas esféricas são frequentemente menos móveis e mais lentas em fluidos após sua formação.Essa técnica permitiu aos pesquisadores investigar cuidadosamente os diferentes fatores físicos e químicos que controlam a mobilidade de nanopartículas, como nanotubos de carbono em sistemas de solo e águas subterrâneas. Portanto, seu potencial de dispersão no ambiente sob diferentes condições pode ser avaliado. Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como realizar modificações superficiais de nanotubos de carbono.Você também viu como realizar uma série de experimentos em coluna para investigar o transporte, retenção e remobilização de nanotubos de carbono em meios florestais saturados.

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Research

JoVE Journal

Chemistry

Química

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