水中の表面活性剤で分散された単一壁の炭素ナノチューブの選択的光化学機能化
Noe T Alvarez1, Carter Kittrell, Howard K Schmidt
1Department of Chemistry, Rice University, MS 222, 6100 Main Street, Houston, Texas 77005, USA.
Journal of the American Chemical Society
|October 2, 2008
まとめ
紫外線照射は水中の単一壁の炭素ナノチューブ (SWCNTs) を選択的に水酸化する. このプロセスは,半導体および小金属SWCNTを標的とし,機能化のための非汚染的な方法を提供します.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
- フォトケミストリー フォトケミストリー
背景:
- シングルウォールカーボンナノチューブ (SWCNTs) は,多様なアプリケーションを持つ重要なナノ材料です.
- 選択的機能化を通じてSWCNTのプロパティを制御することは,高度なアプリケーションにとって不可欠です.
- 既存の機能化方法は複雑で,汚染物質を導入することがあります.
研究 の 目的:
- 紫外線 (UV) 照射を用いたSWCNTの選択的光水酸化を調査する.
- 反応に対するSWCNT型 (半導体対金属) と直径の影響を判断する.
- 反応機構と光水酸化に影響を与える条件を調査する.
主な方法:
- 表面活性物質を含む水溶液中のSWCNTの分散.
- 異なるpHと温度条件下で254nm紫外線で照射する.
- 酸素含有量を検出するためにX線光電子スペクトロスコーピー (XPS) を使用した分析.
- 減弱総反射率のフーリエ変換赤外線 (ATR-FTIR) スペクトロスコーピーは,機能群を識別する.
主要な成果:
- 紫外線照射により,SWCNTsの直径およびタイプ選択的光水酸化が発生した.
- 半導体SWCNTは優先的に水酸化され,次に小径の金属SWCNTが用いられました.
- 酸素濃度の上昇とヒドロキシル群の存在は,水との反応によるヒドロキシル化が確認された.
- この反応は分子酸素によって阻害され,半導体SWCNTに近い中間物質が関与しました.
結論:
- 紫外線照射は,選択的なSWCNT機能化のための非汚染,液相方法を提供します.
- このプロセスは,標的型水酸化のための固有のSWCNT特性を活用します.
- この光化学的アプローチは,SWCNTの特性を特定のアプリケーションに合わせるための経路を提供します.
