シングルウォールの炭素ナノチューブのサイドウォールの機能化は,二塩素カルベンの添加によって行われます

科学分野:

• 材料科学 材料科学とは
• ナノテクノロジー ナノテクノロジー
• 化学 化学は化学です.

背景:

• 溶性単壁カーボンナノチューブ (SWNTs) は,高度なアプリケーションに不可欠です.
• サイドウォールの機能性を理解することは,SWNTプロパティのチューニングの鍵です.
• ディクロロカルベンは,SWNTsの共性改変のための経路を提供します.

研究 の 目的:

• ディクロロカルベンを用いて溶性HiPco SWNTのサイドウォール機能化を報告する.
• SWNTの溶解性および光学特性に対する二塩ロカルベンの機能化の影響を調査する.
• 遠赤外線スペクトロスコーピーを用いてSWNTの結合化学とイオン化学を区別する.

主な方法:

• 溶性SWNTのサイドウォールの機能化は,ジクロロカルベンによる.
• 前駆物質の量を調整することによって,機能化の程度 (12-23%) を変化させる.
• 機能化前のおよび後のSWNTを特徴付けるために,光学分析 (光学および遠赤外線) を行う.
• 機能化の安定性と可逆性を評価するための熱処理.

主要な成果:

• ディクロロカルベン機能化されたSWNTs [(s-SWNT) CCl(2) ]は,有機溶媒における溶解性を維持した.
• 機能化によりSWNTのサイドウォールが飽和し,π電子系が変化し,光学スペクトルが劇的に変化した.
• Piネットワークの25%の飽和は,赤外線インターバンドの移行を排除しました.
• 遠赤外線スペクトロスコーピーは,金属SWNTにおけるフェルミレベル移行の強度の低下を示し,コバルントとイオン (ブロミンドーピング) の化学を区別しました.
• 300°C以上の熱処理により,C-Cl結合は断ち切られたが,元のSWNT電子構造は復元されなかった.

結論:

• ディクロロカルベンの機能化は,溶解性を保ちながらSWNTサイドウォールを修正するための効果的な方法です.
• この共振変異は,SWNTの電子的および光学的性質を大幅に変化させます.
• 遠赤外線スペクトロスコピーは,SWNTのドーピング効果からコヴァレンント機能化を区別するための強力なツールです.