单壁碳纳米管的环氧化和脱氧化:对环氧缺陷的量化
Douglas Ogrin1, Jayanta Chattopadhyay, Anil K Sadana
1Department of Chemistry and Richard E. Smalley Institute for Nanoscale Science and Technology, Rice University, Houston, Texas 77005, USA.
Journal of the American Chemical Society
|August 31, 2006
概括
使用化学氧化剂实现了单壁碳纳米管 (SWNT) 的氧化. 一种新的去氧化方法量化了SWNT中的氧气兴奋剂,揭示了以前"纯"样本中的杂质.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 有机化学 有机化学
背景情况:
- 单壁碳纳米管 (SWNTs) 是一种具有多种应用的关键纳米材料.
- 控制SWNT的表面功能化对于定制其属性至关重要.
- 之前的SWNT氧化方法缺乏功能组的精确量化.
研究的目的:
- 开发一种用于SWNTs的环氧化方法.
- 为了量化SWNT的环氧化程度.
- 为了比较SWNT的不同净化方法.
主要方法:
- 使用trifluorodimethyldioxirane或3-chloroperoxybenzoic acid对SWNTs进行氧化.
- 环氧化SWNTs (O-SWNTs) 的光谱表征.
- 使用MeReO3 / PPh3进行催化去氧化,并通过31P NMR光谱学量化.
- 湿空气氧化,酸性和O2/SF6净化技术的评估.
主要成果:
- 氧化SWNTs产生O-SWNTs,其光谱类似于来自臭氧溶解的O-SWNTs.
- 使用31P NMR光谱的催化去氧化反应允许精确量化环氧替代剂.
- 与酸性或O2/SF6处理相比,湿空气氧化被认为是一种优越的净化方法.
- 以前被认为是纯粹的SWNT被发现每250个碳原子至少含有1个氧原子.
结论:
- 化学环氧化为SWNTs提供了可行的功能化途径.
- 开发的去氧化/NMR方法可以精确量化SWNT中的氧气兴奋剂.
- 这项研究揭示了在SWNT中显著的,以前未被检测到的氧气兴奋剂,影响了它们的感知纯度和特性.
- 优化的净化策略对于获得明确的SWNT材料至关重要.
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