使用动态光散射和分析离心机方法改善了水性单壁碳纳米管分散的特性
Anastasiya Krasulina1, Yuliya Myasnikova1, Vladimir Saik1
1OCSiAl, Group, 1, rue de la Poudrerie, 3364 Leudelange, Grand Duchy of Luxembourg.
ACS omega
|October 30, 2023
概括
研究单壁碳纳米管 (SWCNT) 的水性分散表明,超声波将它们分离,但会缩短它们的长度并增加缺陷. 这一过程需要1kWh/L的能量,产生具有可测量的尺寸和导电性的单个纳米管.
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:
- 单壁碳纳米管 (SWCNTs) 是具有独特特性的关键纳米材料.
- 在水性分散中描述SWCNT尺寸对于理解它们的行为和应用至关重要.
- 表面活性剂通常用于分散SWCNT,但它们对纳米管完整性的影响需要研究.
研究的目的:
- 准确测量SWCNT在水溶中的尺寸 (直径和长度).
- 调查超声波对SWCNT结构的影响,包括分离,长度和缺陷形成.
- 为了将纳米管的特性与SWCNT薄膜的电导率相关联.
主要方法:
- 利用差分沉积和动态光散射的组合进行精确的尺寸测量.
- 采用拉曼光谱检测结构缺陷,通过分析D/G比.
- 从单个SWCNT中制造的薄膜用于测量电导率.
主要成果:
- 在1kWh/L的能量暴露后,超声波有效地将SWCNT聚合物拆分为单个纳米管.
- 超声波导致SWCNT长度下降,并引入新的缺陷,由增加D/G比率证明.
- 与SDBS分散的单个SWCNT显示直径大约比裸体纳米管大3.3纳米.
- SWCNT膜的电导率表现出功率规律的依赖性,与对刚性棒的理论预测一致.
结论:
- 差分沉积和动态光散射可以准确地测量分散中的SWCNT尺寸.
- 超声波是SWCNT分散的有效方法,但会导致结构修改.
- 各个SWCNT的特征尺寸和观察到的导电性行为对于它们在电子设备中的应用至关重要.
