Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Os nanotubos de carbono apresentam extraordinÃrias propriedades fÃsico-quÃmicas que tÃm sido exploradas para aplicaÃÃes que vÃo desde a ciÃncia de materiais atà a biologia. No entanto, a maioria das aplicaÃÃes requer modificaÃÃes quÃmicas dos nanotubos de modo a explorar ao mÃximo seu potencial. Neste contexto, o desenvolvimento de protocolos de tratamento e de purificaÃÃo à muito importante. O objetivo deste estudo à contribuir para o entendimento de como a mudanÃa de uma variÃvel especÃfica, a temperatura, afeta as propriedades fÃsico-quÃmicas dos nanotubos de carbono de paredes mÃltiplas (MWNTs) durante a purificaÃÃo. Um grama (1g) de MWNTs (Ctube 100, CNT Co. Ltd., Incheon - CorÃia do Sul) foram submetidos a um refluxo de Ãcido nÃtrico 9 mol/L por 12 horas em temperaturas de 25ÂC, 75ÂC, 125ÂC e 175ÂC. ApÃs o refluxo, as amostras foram resfriadas em um banho tÃrmico, filtradas em condiÃÃes de vÃcuo com uma membrana de PTFE de 0, 2 Âm e lavadas com Ãgua deionizada atà que o pH neutro do filtrado foi atingido. Por Ãltimo, os MWNTs oxidados foram secos em vÃcuo durante 48 h. As tÃcnicas utilizadas neste trabalho para a realizaÃÃo das caracterizaÃÃes forneceram resultados que tratam desde caracterÃsticas macro e de superfÃcie atà as associadas ao nÃvel atÃmico. A estabilidade tÃrmica foi analisada por meio de medidas de TGA, uma vez que muitos dos grupos funcionais criados no tratamento sÃo termicamente instÃveis. A oxidaÃÃo resultante do tratamento introduz grupos polares na superfÃcie dos MWNTs e assim cria a estabilidade eletrostÃtica necessÃria para uma dispersÃo estÃvel em meio aquoso. A estabilidade foi avaliada para cada amostra por meio de medidas de potencial zeta. A quantidade e o tipo de resÃduos catalÃticos presentes nas amostras antes e depois do tratamento foram analisados atravÃs de medidas de EDX e UV-VIS. Medidas de espectroscopia Raman Confocal permitiram a anÃlise especÃfica dos defeitos estruturais criados sobre a superfÃcie dos tubos, em conseqÃÃncia do processo de oxidaÃÃo. Constatou-se que os experimentos Raman devem ser realizados sobre muitos pontos para poder acessar as propriedades mÃdias das amostras. A capacidade de adsorÃÃo da superfÃcie de cada amostra apÃs o tratamento foi inspecionada atravÃs de medidas de Ãrea superficial especÃfica (mÃtodo BET). Ao comparar os resultados de diferentes tÃcnicas, foi possÃvel acessar os efeitos da temperatura do tratamento sobre as propriedades fÃsico-quÃmicas relevantes, permitindo assim a obtenÃÃo de amostras bem caracterizadas que serÃo Ãteis para futuros estudos em Ãreas bio-relacionadas. / Carbon nanotubes exhibit remarkable physico-chemical properties which have been exploited for applications ranging from materials science to biology. However, most of the aplications requires the chemical modification of the nanotubes in order to exploit their maximum potential. In this context, the development of protocols for treatment and purification is very important. The purpose of this study is to contribute for the understand on how the change of a particular purification parameter, temperature, affects the physico-chemical properties of multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) during the purification. One gram (1g) of MWNTs (Ctube 100, CNT Co. Ltd., Incheon - South Korea) were subjected to a reflux with nitric acid 9 mol/L for 12 hours at temperatures 25ÂC, 75ÂC, 125ÂC and 175ÂC. After refluxed, the samples were cooled down in a heat bath, filtered in vacuum condition using a PTFE membrane of 0, 2 Âm and washed with deionized water until the neutral pH of the filtrate was reached. Afterwards, the oxidized MWCNTs were dried in vacuum for 48 h. The experimental techniques used in this work to perform the samples characterization provide results that allow to get information from macro and surface characteristics to those associated with the atomic level. Thermal stability was analyzed by TGA measurements, since many of the functional groups created during the treatment are thermally unstable. Oxidation resulting from treatment introduces polar groups on the surface of MWNTs thus creating the electrostatic stability required for a stable dispersion in aqueous medium. The stability was evaluated for each sample by zeta potential measurements. The amount and type of catalytic residues present in the samples before and after treatment were analyzed by means of EDX and UV-VIS. Techniques confocal Raman spectroscopy measurements allowed the specific analysis of the structural defects created on the surface of the tubes as a consequence of oxidation process. It was found that Raman experiments should be performed on may points of the sample in order to access their average properties. The adsorption capacity of the surface of each sample after treatment, were inspected through specific surface area measurements (BET method). By comparing the results of different techniques it was possible to access the effects of temperature on the treatment on the relevant physico-chemical properties thus allowing us to have well characterized samples that will be useful for further studies in biorelated areas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:3660 |
| Date | 20 July 2010 |
| Creators | NÃdia Ferreira de Andrade |
| Contributors | Antonio Gomes de Souza Filho |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em FÃsica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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