尖端功能化对通过垂直导向的碳纳米管膜传输的影响
Mainak Majumder1, Nitin Chopra, Bruce J Hinds
1Chemical and Materials Engineering Department, University of Kentucky, Lexington, Kentucky 40506, USA.
Journal of the American Chemical Society
|June 23, 2005
概括
功能化碳纳米管尖与特定的化学组显著改变了通过复合膜的离子流. 阴离子组增强了阴离子运输,证明了可调的膜选择性,用于分子运输应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 物理化学 物理化学
背景情况:
- 带有垂直对齐的碳纳米管 (CNT) 的复合膜具有独特的运输特性.
- 控制CNT入口的化学环境对于调整膜选择性至关重要.
- CNT尖端的功能化可以修改界面相互作用并影响离子传输.
研究的目的:
- 研究碳纳米管 (CNT) 尖端的化学功能化如何影响复合膜中的离子流和选择性.
- 探索CNT尖端化学与带电分子运输之间的关系.
- 了解通过功能化的CNT膜控制运输的机制.
主要方法:
- 复合膜的制造 CNTs 嵌入在一个聚烯基矩阵.
- 血氧化,在CNT尖端引入碳酸基,然后进行碳二胺介导合以实现功能化.
- 使用福里埃变换红外光谱 (FTIR) 和传输电子显微镜 (TEM) 进行功能化的表征.
- 在U管透细胞中使用紫外线光谱学量化分子运输 (鲁二二和甲基生物).
主要成果:
- 根据CNT尖端功能化化学,相对选择性从1.7到3.6不等.
- 阴离子带电的功能组显著增加了阴离子透物的流量.
- 观察到的流量增强取决于溶液的离子强度,与德拜选效应一致.
- 在CNT尖端的功能化,而不是沿着CNT核心,被确定为影响选择性的主要因素.
结论:
- CNT尖端功能化是调整复合膜选择性的可行策略.
- 在CNT尖端的阳离子功能组可以有效地增强阴离子分子的运输.
- 运输行为与受阻扩散模型保持一致,强调了界面化学的重要性.
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