用表面活性剂分散在水中的单壁碳纳米管的选择性光化学功能化
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
概括
紫外线照射在水中选择性地氧化单壁碳纳米管 (SWCNTs). 该过程针对半导体和小型金属SWCNT,提供一种非污染的功能化方法.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 摄影化学的使用.
背景情况:
- 单壁碳纳米管 (SWCNTs) 是具有多种应用的关键纳米材料.
- 通过选择性功能化控制SWCNT属性对于高级应用程序至关重要.
- 现有的功能化方法可能是复杂的或引入污染物.
研究的目的:
- 用紫外线 (UV) 辐射研究SWCNT的选择性光化.
- 为了确定SWCNT类型 (半导体与金属) 和直径对反应的影响.
- 探索影响光化反应的反应机制和条件.
主要方法:
- 在含有表面活性剂的水溶液中分散SWCNTs.
- 在不同的pH值和温度条件下用254nm紫外线照射.
- 使用X射线光电子光谱 (XPS) 检测氧含量的分析.
- 减弱的总反射率里埃变换红外光谱 (ATR-FTIR) 用于识别功能组.
主要成果:
- 紫外线照射导致SWCNTs的直径和类型选择性光化.
- 半导体SWCNTs被优先化,然后是直径小的金属SWCNTs.
- 增加的氧含量和基团的存在证实了通过与水反应的基化.
- 该反应被分子氧抑制,并且涉及接近半导体SWCNTs的中间体.
结论:
- 紫外线照射提供了一种非污染的液相方法,用于选择性SWCNT功能化.
- 该过程利用SWCNT固有的特性进行向氧化.
- 这种光化学方法为为为特定应用量身定制SWCNT特性提供了一条途径.
