Поверхностные свойства наночастиц важны для их взаимодействия с окружающей средой. Таким образом, модификация поверхности углеродных нанотрубок может иметь решающее значение для их транспортировки и удержания в пористых средах. Здесь используются лабораторные эксперименты с колоннами, чтобы понять возможный транспорт и удержание этих наночастиц.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Транспортировка с модифицированной поверхностью углеродных нанотрубок через колонку почвы
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Углеродные нанотрубки (УНТ) — это широко производимые наночастицы, которые используются в ряде потребительских товаров, таких как спортивные товары, электроника и биомедицинские приложения. Из-за ускорения производства и использования УНТ представляют потенциальный экологический риск в случае их попадания в почву и подземные воды. В связи с этим крайне важно улучшить нынешнее понимание экологической судьбы и переноса УНТ. В литературе сообщалось о транспортировке и удержании УНТ как в естественных, так и в искусственных средах, но результаты сильно различаются и, таким образом, не являются окончательными. Существует ряд физических и химических параметров, ответственных за колебания удержания и транспортировки. В данном исследовании представлена полная методика выбранных многостенных углеродных нанотрубок (КТКТ), начиная с модификации их поверхности и заканчивая полным набором лабораторных экспериментов в колонке при критических физико-химических сценариях. Результаты показывают, что стабильность коммерчески доступных ТЧКТ имеет решающее значение с их прикрепленной поверхностной функциональной группой, которая также может влиять на транспортировку и удержание ТЧНТ в окружающей среде.
Введение
С недавним развитием в области нанотехнологий, которая использует различные типы наночастиц на совершенствование ряда технологий в таких отраслях, как информационные технологии, энергетика, охрана окружающей науке, медицине, национальной безопасности, безопасности пищевых продуктов и транспортировки; Глубокое понимание транспорта и удержания наночастиц в почву и грунтовые воды имеет решающее значение для оценки риска, а также экологических применений наночастиц 1-3. Углеродные нанотрубки (УНТ) являются одним из наиболее производимых на основе углерода наночастиц 2,4. Углеродные нанотрубки имеют длинные и цилиндрической формы графена с диаметром,....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Функционализация многослойных углеродных нанотрубок
- Выполните все стадии функционализации внутри вытяжного шкафа, используя безопасность очки, перчатки и лабораторный халат. Мера 24 мл серной кислоты и 8 мл нитрата кислоты с использованием градуированный цилиндр, а затем передать их в химический стакан. Добавить 32 мг неочищенных MWCNTs в химический стакан с использованием фольги контейнер на аналитических весах (конечна концентраци должна быть 1 мг / мл смеси кислот).
- Во-первых, держать стакан с MWCNT и смеси кислот в ультразвуковом очистителе (ванна) в течение 2 ч при комнатной температуре. Затем, тепла и перемешать МСУНТ-кислый раствор в те....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Влияние МУНТ функционализации
Функционализованный и диспергируют раствор МСУНТ была решена в химический стакан, чтобы раствор для достижения равновесия. Был ни оседания ни агрегации наблюдается в маточном растворе после обработки ультразвуком, а гидродинамического диаметра МУНТ (1619 ± 262 нм) в растворе остается такой же в течение шести месяцев ультразвуком (рисунок 2). Чтобы исследовать эффект функционализации MWCNTs на их подвижности, два набора экспериме.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Влияние МУНТ функционализации
Как показано на рисунке 2, подтверждает стабильность функционализированных MWCNTs, наблюдаемое различие в объеме элюированного MWCNT было обусловлено функционализации и, в частности в связи с добавлением карбоксильной (-СООН) группы, к поверхности MWCNTs (фиг.3 и 4). В аналогичном процессе функционализации, присутствие кислорода было подтверждено с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии 14.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих финансовых интересов.
Благодарности
Авторы хотели бы выразить признательность за поддержку части этого исследования со стороны факультета наук о Земле Уппсальского университета.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| MWCNT | Cheap Tubes Inc., США | sku-03040304 | Приобретено в виде полуфункционального порошка |
| Кварцевый песок | Sibelco Nordic, Baskarp, Sweden | B44 | Приобретено с более чем 91% кремнеземного песка |
| H2SO4 | VWR | 1.01833.2500 | 95%-97% чистота |
| HNO3 | VWR | 1.00441.1000 | 70% чистота |
| HCl | VWR | 1.00317.2500 | 37%-38% чистота |
| H2O2 | VWR | 23615.248 | 30% чистота |
| NaCl | VWR | 1.06404.0500 | 99,5% чистота |
| NaOH | Sigma-Aldrich | S8045-500G | 99,99% пур гранулы |
| Ультразвуковой гомогенизатор | Biologics Inc. Манассас, Вирджиния | Модель 3000, 0-127-0002 | Работает в течение фиксированного временного интервала |
| Ультразвуковой аппарат (ванна) | Kerry Ultrasonic Ltd | 1808 | Общий ультразвуковой аппарат для ванны |
| Перистальтический насос | Ismantec, Glattbrugg, Швейцария | ISM931 | Работа с трубками тайгона в насосе |
| Спектрофотометр | Hach Lange | DR500, LPV408.99.0001 | Работа с ручной кюветой, а также с автоматическим отбором |
| проб рН-метром | Metrohm | 781 | pH-анализ |
| Стеклянная колонна | Chromaflex | 420830-1510 | Колонна с регулируемой крышкой |
| Сборник фракций | Spectrum Labs Europe | CF-2, 124846 | Фиксированный через равные промежутки времени |
| Трубки для сбора фракции | VWR | 212-9599 | Стеклянная трубка |
| Перемешивание горячей плиты | Thermo Scientific | SP131320-33 | Регулируемая температура |
| Духовка | Elektro Helios | 259 | Для сушильной печи |
| от песка Balance | Mettler Toledo | AE 160 | Для точного взвешивания |
Ссылки
- 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.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
