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说说碳纳米管表面氧化的两篇文章

已有 12829 次阅读 2007-9-12 06:59 |个人分类:科研涂鸦|系统分类:科研笔记| 碳纳米管, SWNT, 表面修饰

这两年碳纳米管表面修饰方面做的文章很多,作者大都claim首先在表面上氧化形成COOH集团,然后COOH就可以做各种化学反应接上各种好玩的东西了,这方面Tour JM等同志已经做了很多。

今天我们不谈Tour,专门说说这个氧化的过程。最近有两篇文章对此进行了一些讨论,讨论的结果也很有意思。当然,这个结果对不对还是仁者见仁智者见智,但是至少可以给我们一个很好的idea,呵呵。。。

Adv. Mater. 2007, 19, 883–887
The Role of Carboxylated Carbonaceous Fragments in the Functionalization and
Spectroscopy of a Single-Walled Carbon-Nanotube Material**
By Christoph G. Salzmann,* Simon A. Llewellyn, Gerard Tobias, Michael A. H. 
Ward, Yoon Huh,and Malcolm L. H. Green

Green组的这篇文章,很奇怪的发现,原来COOH不是长在碳管表面的!
通过一些很简单的chemistry,他们发现,原来COOH不是长在SWNT表面,而是在氧化过程中首先形成一些C的短链碎片,这些碎片强力的附着在SWNT表面,而羧基,正是在这些碎片上的。。。他们分离这些碎片的方式也很简单,就是跟NaOH反应。。。反应以后的碎片以COONa的形式进入了溶液,而留下的SWNTs并没有被氧化。。。

再看下一篇:
J. Phys. Chem. C 2007, 111, 12944-12953
Functionalizing Single-Walled Carbon Nanotube Networks: Effect on Electrical
and Electrochemical Properties
Ioana Dumitrescu,?Neil R. Wilson,?and Julie V. Macpherson*,?br /> 

这篇文章比较了两种表面处理的方法:硝酸氧化和等离子体处理。结论也很有意思。
作者发现,硝酸氧化主要发生在SWNT的两端,随着氧化过程的进行,两端不断被氧化降解,导致碳管越来越短,从AFM上来看,碳管的密度越来越小,但是从Raman上来看,G band减小的并不十分明显。与之相反,用等离子体处理的时候,氧化点平均分布在SWNT上,所以AFM的结果,morphology并没有明显的变化,但是由于整根管子上遍布了缺陷,G band明显减小,同时电性能变化非常明显。

这两篇文章,对于碳纳米管表面官能化的第一步--引入缺陷做了细致的研究,结论也很出人意料,至于他们的结论是否正确,他们的试验现象是否有更好的interpretation,甚至他们的结论是否只适用于他们自己合成的SWNT,就不是我在这里能说得了,请大家讨论吧:)


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