تعتبر الخصائص السطحية للجسيم النانوي مهمة لتفاعلها مع الوسط المحيط. لذلك ، يمكن أن يكون تعديل سطح الأنابيب النانوية الكربونية أمرا بالغ الأهمية لنقلها والاحتفاظ بها عبر الوسائط المسامية. هنا ، يتم استخدام تجارب الأعمدة على نطاق المختبر لفهم النقل المحتمل لهذه الجسيمات النانوية والاحتفاظ بها.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
النقل من أنابيب الكربون النانوية المعدلة السطح من خلال عمود التربة
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
الأنابيب النانوية الكربونية (CNTs) هي جسيمات نانوية مصنعة على نطاق واسع ، والتي يتم استخدامها في عدد من المنتجات الاستهلاكية ، مثل السلع الرياضية والإلكترونيات والتطبيقات الطبية الحيوية. ونظرا لتسارع إنتاجها واستخدامها، تشكل الأنابيب الكربونية الكربونية خطرا بيئيا محتملا إذا تم إطلاقها في التربة وشبكات المياه الجوفية. لذلك من الضروري تحسين الفهم الحالي للمصير البيئي ونقل الأنابيب النانوية الكربونية. تم الإبلاغ عن نقل الأنابيب النانوية الكربونية والاحتفاظ بها في كل من الوسائط الطبيعية والاصطناعية في الأدبيات ، لكن النتائج تختلف اختلافا كبيرا وبالتالي فهي ليست قاطعة. هناك عدد من المعلمات الفيزيائية والكيميائية المسؤولة عن التباين في الاحتفاظ والنقل. في هذه الدراسة ، يتم تقديم إجراء كامل للأنابيب النانوية الكربونية متعددة الجدران المختارة (MWCNTs) بدءا من تعديل سطحها إلى مجموعة كاملة من تجارب الأعمدة المختبرية في سيناريوهات فيزيائية وكيميائية حرجة. تشير النتائج إلى أن استقرار MWCNTs المتاحة تجاريا أمر بالغ الأهمية مع مجموعتها الوظيفية السطحية المرفقة والتي يمكن أن تؤثر أيضا على نقل MWCNT والاحتفاظ بها عبر الوسط المحيط.
المقدمة
مع تطور الأخيرة في تكنولوجيا النانو التي تستخدم أنواع مختلفة من الجسيمات النانوية لتحسين عدد من التقنيات في الصناعات مثل تكنولوجيا المعلومات، والطاقة، والعلوم البيئية، والطب، والأمن الداخلي، وسلامة الأغذية، والنقل؛ فهم شامل للنقل والإبقاء على الجسيمات النانوية في التربة والمياه الجوفية هو أمر حاسم لتقييم المخاطر وكذلك التطبيقات البيئية الجسيمات النانوية المهندسة و1-3. أنابيب الكربون النانوية (الأنابيب النانوية الكربونية) هي واحدة من الجسيمات النانوية الكربونية معظم إنتاجها 2،4. تشارك المركز الوطني هي شكل اسطواني طويل والجرافين التي يبلغ قطرها عادة أقل من 100 نانومتر، ويبلغ طوله في حدود 100 نانومتر إلى 50 م....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. Functionalization من Multiwalled أنابيب الكربون النانوية
- تنفيذ الخطوة functionalization بالكامل داخل غطاء الدخان، وذلك باستخدام النظارات السلامة، والقفازات ومعطف المختبر. قياس 24 مل من حمض الكبريتيك و 8 مل من حمض النترات باستخدام اسطوانة تخرج، ومن ثم نقلها إلى دورق. إضافة 32 ملغ من MWCNTs غير المعالجة في كوب باستخدام القصدير حاوية احباط في التوازن التحليلي (يجب أن يكون التركيز النهائي 1 ملغ / مل من مزيج حمض).
- لأول مرة، والحفاظ على الكأس مع MWCNT ومزيج الحامض في نظافة بالموجات فوق الصوتي....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
تأثير Functionalization MWCNT
تم اغلاق حل MWCNT بين functionalized وتفرقوا في الدورق للسماح الحل للوصول إلى التوازن. كان هناك لا الترسيب ولا التجميع التي لوحظت في حل الأسهم بعد صوتنة، وقطر الهيدروديناميكية من MWCNT (1،619 ± 262 نانومتر) في حل بقيت على حالها لمدة ستة أشهر من صوتنة (الشكل 2). للتحقيق في تأثير functionalization من MWCNTs على حركتهم، وأجريت مجموعتين من التجارب باستخد.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
تأثير Functionalization MWCNT
كما الشكل 2 يؤكد استقرار MWCNTs بين functionalized، كان الفارق الملحوظ في حجم مزال من MWCNT المقرر أن functionalization ويرجع بشكل خاص إلى إضافة الكربوكسيل (-COOH) مجموعات إلى سطح MWCNTs (أرقام 3 و 4). في عملية functionalization مماثلة، تم تأكيد وجود الأكسجين بواسطة الأشعة السينية الضوئية الطيفي 14. تم الع.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
يعلن المؤلفون أنه ليس لديهم مصالح مالية متنافسة.
شكر وتقدير
يود المؤلفون أن يعرب عن تقديرهم للدعم المقدم من قسم علوم الأرض بجامعة أوبسالا لدعم جزء من هذا البحث.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| MWCNT | Cheap Tubes Inc. ، الولايات المتحدة الأمريكية | SKU-03040304 | تم شراؤها كمسحوق شبه وظيفي |
| رمل الكوارتز | Sibelco Nordic ، Baskarp ، السويد | B44 | تم شراؤها بأكثر من 91٪ رمل السيليكا |
| H2< / sub>SO4< / sub> | VWR | 1.01833.2500 | 95٪ -97٪ نقاء |
| HNO3< / sub> | VWR | 1.00441.1000 | 70٪ نقاء |
| حمض الهيدروكلوريك | VWR | 1.00317.2500 | 37٪ -38٪ نقاء |
| H2< / sub>O2< / sub> | VWR | 23615.248 | 30٪ نقاء |
| كلوريد الصوديوم | VWR | 1.06404.0500 | 99.5٪ نقاء |
| هيدروكسيد الصوديوم | سيجما-ألدريتش | S8045-500G | 99.99٪ كريات بور |
| الخالط بالموجات فوق الصوتية | Biologics Inc. ماناساس ، فيرجينيا | موديل 3000 ، 0-127-0002 | تعمل لإصلاح الفاصل الزمني |
| Sonicator (الحمام) | Kerry Ultrasonic Ltd | 1808 | الحمام المشترك سونيكاتور |
| مضخة التمعج | Ismantec ، Glattbrugg ، سويسرا | ISM931 | العمل مع أنابيب tygon في المضخة |
| مقياس الطيف | Hach Lange | DR500 ، LPV408.99.0001 | تعمل مع كوفيت يدوي بالإضافة إلى |
| مقياس الأس الهيدروجيني | الآلي Metrohm | 781 | تحليل الأس الهيدروجيني |
| العمود الزجاجي | Chromaflex | 420830-1510 | عمود بغطاء قابل للتعديل |
| جامع الكسور | مختبرات الطيف أوروبا | CF-2 ، 124846 | ثابت في فترة زمنية منتظمة |
| أنابيب تجميع الكسور | VWR | 212-9599 | أنبوب |
| لوح ساخن يقلب | Thermo Scientific | SP131320-33 | درجة حرارة قابل للتعديل |
| Elektro Helios | 259 | للفرن الجاف من الرمال | |
| Balance | Mettler Toledo | AE 160 | لوزن دقيق |
المراجع
- Maynard, A. D., et al. Safe handling of nanotechnology. Nature. 444, 267-269 (2006).
- Mauter, M., Elimelech, M. Environmental applications of carbon-based nanomaterials. Environ. Sci. Technol. 42 (16), 5843-5859 (2008).
- Darka-Kagy, K., Khodadoust, A. P., Reddy, K. R.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
