在碳纳米管中封装的分子的红外振动横截面的显著减少
Dmitry V Kazachkin1, Yoshifumi Nishimura, Henryk A Witek
1Department of Chemistry, Temple University, Philadelphia, Pennsylvania 19122, USA.
Journal of the American Chemical Society
|May 13, 2011
概括
红外光谱对于研究单壁碳纳米管 (SWCNTs) 上的分子效率较低. 通过SWCNT进行介电选,显著降低了被吸附的分子的红外吸收,影响了它们的分析.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 频谱学是一种光谱学.
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 单壁碳纳米管 (SWCNTs) 因其独特的电子和机械性能而受到广泛研究.
- 红外 (IR) 光谱是一种常见的技术,用于表征表面上的分子吸附物.
- 了解SWCNTs与分子相互作用对于传感和催化中的应用至关重要.
研究的目的:
- 为了研究SWCNTs对吸附分子的红外吸收的影响.
- 量化SWCNTs对红外激活振动的介电选效应.
- 确定红外光谱学的适用于研究SWCNT封装 (peapod) 系统的适用性.
主要方法:
- 结合了温度调节的溶解和红外光谱学实验.
- 量子化学模拟 (例如,DFT) 来建模分子吸附和IR强度.
- 对SWCNT侧墙的介电选和诱导镜子电荷的分析.
主要成果:
- 在SWCNT上强结合分子的红外活性振动的吸收横截面至少减少了10的系数.
- 由于SWCNT侧墙的介电选,内体封装分子的红外线强度大大降低.
- 介电选对外吸附分子的方向依赖,在槽/间隙部位的影响较小.
结论:
- SWCNT表现出显著的介电选效应,减少吸附分子的红外吸收.
- 观察到的强度降低是由于SWCNT侧墙上的动态诱导的镜像电荷取消了吸附二极子时刻.
- 由于这种选效应,标准的红外光谱技术不能直接用于对人脚系统的简单分析.
