Хімія, фізика та технологія поверхні, 2012, 3 (1), 20-44.

Фізико-хімічні засади методів очистки вуглецевих нанотрубок (огляд)



E. O. Koval'ska, M. T. Kartel, G. P. Prikhod’ko, Yu. I. Sementsov

Анотація


Обговорено фізико-хімічні основи методів очистки вуглецевих нанотрубок. Встановлено, що присутність вуглецевих або металічних домішок в структурі вуглецевих нанотрубок залежить від методу синтезу та експериментальних умов, а також від властивостей вихідної сировини. Наведено приклади очистки вуглецевих нанотрубок в залежності від способу синтезу та типів домішок в їх графеновому остові. Описано можливі методи контролю ступеня очистки вуглецевих нанотрубок.

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Раков Э.Г. Методы получения углеродных нанотрубок // Успехи химии. – 2000. – Т. 69, № 1. – С. 41–59.

Bonard J.-M., Stora T., Salvetat J.-P. et al. Adv. Mater. 1997. 9. 827–831.

Ebbesen T.W., Hiura H., Fujita J. et al. Chem. Phys. Lett. 1993. 209. 83–90.

Taylor G.H., Fitzgerald J.D., Pahg L., Wilson M.A. J. Cryst. Growth. 1994. 135. 157–164.

Kosakovskaja Z.Ja, Chernozatonskii L.A., Fedorov E.A. JETP Lett. 1992. 56. 26–30.

Ge M., Sattler K. Science. 1993. 260. 515–518.

Ge M., Sattler K. Appl. Phys. Lett. 1994. 65. 2284–2286.

Zhou D., Seraphin S., Wang S. Appl. Phys. Lett. 1994. 65. 1593–1595.

Li Y.L., Yu Y.D., Liang Y. J. Mater. Res. 1997. 12. 1678–1680.

Kusunoki M., Rokkaku M., Suzuki T. Appl. Phys. Lett. 1997. 71. 2620–2622.

Takikava H., Miyano R., Yatsuki M., Sakakibara T. Jpn. J. Appl. Phys. A. 1998. 37. 187–189.

Kusunoki M., Shibata J., Rokkaku M., Hirayama T. Jpn. J. Appl. Phys. A. 1998. 37. L605–L606.

Val'chuk V.P., Ormont A.B., Chernozatonskii L.A. Phys. Lett. A. 1995. 200. 171–176.

Chernozatonskii L.A., Val'chuk V.P., Kiselev N.A. et al. Carbon. 1997. 35. 749–753.

Laurent Ch., Peigney A., Rousset A. J. Mater. Chem. 1998. 8. 1263–1272.

Шпак А.П., Куницкий Ю.А., Карбовский В.Л. Кластерные и наноструктурные материалы Т. 1. – Киев: Академпериодика, 2001. – 589 с.

Inagaki M., Kaneko K., Nishizawa T. Carbon. 2004. 42. 1401–1417.

Елецкий А.В. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства // Успехи физических наук. – 2002. – Т. 172, № 4. – C. 401–438.

Krivoruchko O.P., Maksimova N.I., Zaikovskii V.I., Salanov A.N. Carbon. 2000. 38. 1075–1082.

Matveev A.T., Golberg D., Novikov V.P. et al. Carbon. 2001. 39. 155–158.

Shao M., Wang D., Yu G. et al. Carbon. 2004. 42. 183–185.

Kinloch I.A., Chen G.Z., Howes J. et al. Carbon. 2003. 41. 1127–1141.

Liu J., Shao M., Xie Q. et al. Carbon. 2003. 41. 2101–2104.

Yu S.-G., Yi W.-K., Lee J.-H. et al. Patent Application 20030141179 A1. United States. Method for manufacturing carbon nanotubes. January 30, 2003. Intern'l Class C01B 003/00.

Lou Z., Chen Q., Wang W., Zhang Y.Carbon. 2003. 41. 3063–3074.

Семенцов Ю.И., Мележик А.В., Приходько Г.П и др. Синтез, структура, физико-химические свойства наноугле-родных материалов / Под ред. А.П. Шпака, П.П. Горбика.– Киев: Наук. думка, 2007. – Т. 2. – 438 с.

Patent Application 6479028. United States Rapid synthesis of carbon nanotubes and carbon encapsulated metal nanoparticles by a displacement reaction. Kaner R.B., O'Loughlin J.L., Kiang Ch.-H., Wallace Ch.H. November 12, 2002. Intern'l Class C01B/3100.

Раков Э.Г. Нанотрубки и фуллерены: Учебн. пособие. – Москва: Университетская книга, Логос, 2006. – 376 с.

Hou P.-X., Liu Ch., Cheng H.-M. Carbon. 2008. 46. 2003–2025.

Bandow S., Rao A.M., Williams K.A. et al. J. Phys. Chem. B. 1997. 101. 8839–8842.

Shelimov K.B., Esenaliev R.O., Rinzler A.G. et al. Chem. Phys. Lett. 1998. 282. 429–434.

Bonard J.M., Stora T., Salvetat J.P. et al. Adv. Mater. 1997. 9 (10). 827.

Tohji K., Goto T., Takahashi H. et al. Nature. 1996. 383. 679.

Tohji K., Takahashi H., Shinoda Y. et al. J. Phys. Chem. B. 1997. 101. 1974.

Sun X., Zaric S., Daranciang D. et al. J. Am. Chem. Soc. 2008. 130. 6551.

Fagan J.A., Becker M.L., Chun J., Hobbie E.K. Adv. Mater. 2008. 20. 1609.

Yu A.P., Bekyarova E., Itkis M.E. et al. J. Am. Chem. Soc. 2006. 128 (30). 9902.

Duesberg G.S., Muster J., Krstic V. et al. Appl. Phys. 1998. 67. 117.

Holzinger M., Hirsch A., Bernier P. et al. Appl. Phys. A. 2000. 70 (5). 599.

Niyogi S., Hu H., Hamon M.A. et al. J. Am. Chem. Soc. 2001. 123 (4). 733.

Zhao B., Hu H., Niyogi S. et al. I. Am. Chem. Soc. 2001. 123 (47). 11673.

Yang Y.L., Xie L.M., Chen Z. et al. Synthetic. Met. 2005. 155 (3). . 455.

Huang X.Y., Mclean R.S., Zheng M. Anal. Chem. 2005. 77 (19). 6225.

Shim H.C., Lee H.W., Yeom S. et al. Nanotechnology. 2007. 18 (11). 115602.

Yamamoto K., Akita S., Nakayama Y. Appl. Phys. 1998. 31 (8). 34.

Yamamoto K., Akita S., Nakayama Y. Jpn. J. Appl. Phys. 1996. 35. 917.

Krupke R., Hennrich F., von Lohneysen H., Kappes M.M. Science. 2003. 301(5631). 344.

Chun J., Fagan J.A., Hobbie E.K., Bauer B.J. Anal. Chem. 2008. 80(7). 2514.

Chen B.L., Selegue J.P. Anal. Chem. 2002. 74(18). 4774.

Liu X., Spencer J.L., Kaiser A.B., Arnold W.M. Current Applied Physics. 2006. 6. 427.

Coleman J.N., Dalton A.B., Curran S. et al. Adv. Mater. 2000. 12(3). 213.

Murphy R., Coleman J.N., Cadek M. et al. J. Phys. Chem. B. 2002. 106 (12). . 3087.

Yudasaka M., Zhang M., Jabs C., Iijima S. Appl. Phys. A. 2000. 71 (4). 449.

Georgakilas V., Voulgaris D., Vazquez E. et al. J. Am. Chem. Soc. 2002. 124 (48). 14318.

Banerjee S., Wong S.S. J. Phys. Chem. B. 2002. 106 (47). 12144.

Banerjee S., Wong S.S. Nano Lett. 2004. 4 (8). 1445.

Jeynes J.C.G., Mendoza E., Chow D.C.S. et al. Adv. Mater. 2006. 18 (12). 1598.

Sanchez-Pomales G., Santiago-Rodriguez L., Rivera-Velez N.E., Cabrera C.R. Phys. Status. Solidi. A. 2007. 204 (6). 1791.

Klumpp C., Kostarelos K., Prato M., Bianco A. BBA-Biomembranes. 2006. 1758 (3). 404.

Lambert J.M., Ajayan P.M., Bernier P., Planeix J.M. Chem. Phys. Lett. 1994. 226 (3–4). 364.

Andrews R., Jacques D., Qian D., Dickey E.C. Carbon. 2001. 39 (11). 1681.

Huang W., Wang Y., Luo G., Wei F. Carbon. 2003. 41. 2585.

Wang Y., Wu J., Wei F. Carbon. 2003. 41(15). 2939.

Kim Y.A., Muramatsu H., Hayashi T. et al. Chem. Phys. Lett. 2004. 398 (1–3). 87.

Yudasaka M., Kataura H., Ichihashi T. Nano Lett. 2001. 1 (9). 487.

Yudasaka M., Ichihashi T., Kasuya D. et al. Carbon. 2003. 41(6). 1273.

Koshio A., Yudasaka M., Iijima S. J. Phys. Chem. C. 2007. 111 (1). 10.

Kim Y.A., Hayashi T., Osawa K. et al. Chem. Phys. Lett. 2003. 380(3-4). 319.

Park Y.S., Choi Y.Ch., Kim K.S. et al. Carbon. 2001. 39. 655.

Duesberg G.S., Burghard M., Muster J. et al. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1998. 435 (9). 1984.

Doorn S.K., Fields R.E., Hu H. et al. J. Am. Chem. Soc. 2002. 124 (12). 3169.

Барский Л.А., Плаксин И.Н. Критерии оптимизации разделительных процессов. – Москва: Наука, 1967. – 117 с.

Strano M.S., Huffman C.B., Moore V.C. et al. J. Phys. Chem. B. 2003. 107 (29). 6979.

Heller D.A., Mayrhofer R.M., Baik S. et al. J. Am. Chem. Soc. 2004. 126 (44). 14567.

Mandakini Kanungo, Lu Helen, Malliaras George G., Blanchet Graciela B. Science. 2009. 323. 234.

Heer W.A., Bacsa W.S., Chatelain A. et al. Science. 1995. 268. 845.

Xiao K.Q., Zhang L.C. J. Mat. Sci. 2005. 40. 6513.

Zin L., Bower C. , Zhou O. Appl. Phys. Lett. 1998. 73 (9). 1197.

Xu X.J., Thwe M.M., Shearwood C., Liao K. Appl. Phys. Lett. 2002. 81(15). 2833.

Cooper CA, Ravich D, Lips D. et al. Comp. Sci Tech. 2002. 62. 1105.

Kimura T., Ago H., Tobita M. et al. Adv. Mater. 2002. 14. 1380.

Новый метод сепарации и текстурирования нанотрубок в композитах/ О. Алексеева // Информационный бюлетень ПерсТ. – 2006. – Т. 13, вып. 3. – http://www.ihim.uran.ru/news/news

Collins P.G., Arnold M.S., Avouris P. Science. 2001. 292 (5517). 706.

Venema L.C., Wildoer J.W.G., Tuinstra H.L. et al. Appl. Phys. Lett. 1997. 71. 2629.

Liu J., Rinzler A.G., Dai H. et al. Science. 1998. 280. 1253.

Нанометр: Лазерная чистка для нанотрубок; Н.В. Ярошинская Электрон. дан. – 2007. – http://www.nanometer.ru/2007/08/23/laser_3945.html свободный.

Bai X., Li D., Du D. et al. Carbon. 2004. 42. 2113.

Chen X.H., Chen C.S., Chen Q. et al. Matter. Lett. 2002. 57. 734.

Chang H.P., Bard A.J. J. Am. Chem. Soc. 1991. 113 (15). 5588.

Colbert D.T., Zhang J., Mcclure S.M. et al. Science. 1994. 266 (5188). 1218.

Shi Z., Lian Y., Liao F. et al. Solid State Commun. 1999. 112 . 35.

Arepalli S., Nikolaev P., Gorelik O. et al. Carbon. 2004. 42. 1783.

Jeong H.J., Kim K.K., Jeong S.Y. et al. J. Phys. Chem. B. 2004. 108 (46). 17695.

Banerjee S., Hemraj-Benny T., Wong S.S. Adv. Mater. 2005. 17(1). 17.

Niyogi S., Hamon M.A., Hu H. et al. Acc. Chem. Res. 2002. 35 (12). 1105.

Ajayan P.M., Ebbesen T.W., Ichihashi T. et al. Nature. 1993. 362 (6420). 522.

Ebbesen T.W., Ajayan P.M., Hiura H., Tanigaki K. Nature. 1994. 367 (6463). 519.

Chen Y.J., Green M.L.H., Griffin J.L. et al. Adv. Mater. 1996. 8(12). 1012.

Hou P.X., Bai S., Yang Q.H. et al. Carbon. 2002. 40(1). 85.

Ikazaki F., Ohshima S., Uchida K. et al. Carbon. 1994. 32 (8). 1539.

Harutyunyan A.R., Pradhan B.K., Chang J.P. et al. J. Phys. Chem. B. 2002. 106 (34). 8671.

Zimmerman J.L., Bradley R.K., Huffman C.B. et al. Chem. Mater. 2000. 12(5). 1361.

Chiang I.W., Brinson B.E., Smalley R.E. et al. J. Phys. Chem. B. 2001. 105 ( 6). 1157.

Chiang I.W., Brinson B.E., Huang A.Y. et al. J. Phys. Chem. B. 2001. 105 (35). 8297.

Sen R., Rickard S.M., Itkis M.E., Haddon R.C. Chem. Mater. 2003. 15 (22). 4273.

Zheng B., Li Y., Liu J. Appl. Phys. A. 2002. 74. 345.

Xu Y.Q., Peng H.Q., Hauge R.H., Smalley R.E. Nano Lett. 2005. 5 (1). 163.

Jeong T., Kim W.Y., Haha Y.B. Chem. Phys. Lett. 2001. 344 (1–2). 18.

Tobias G., Shao L.D., Salzmann C.G. et al. J. Phys. Chem. B. 2006. 110 (45). 22318.

Tran N., Lambrakos S. Nanotechnology. 2005. 16. 639.

Smith Jr.M.R., Hedges Sh.W., La Count R. et al. Carbon. 2003. 41. 1221.

Chiang I.W., Brinson B.E., Huang A.Y. et al. J. Phys. Chem. B. 2001. 105 (35). 8297.

Xu Y.Q., Peng H.Q., Hauge R.H., Smalley R.E. Nano Lett. 2005. 5 (1). 163.

Rong H., Liu Z., Wu Q., Lee Y.-H. Current Applied Physics. 2010. 10. 1231.

Tan S.H., Goak J.C., Hong S.C., Lee N. Carbon. 2008. 46 (2). 245.

Ugarte D., Chatelain A., de Heer W.A. Science. 1996. 274 (5294). 1897.

Sloan J., Wright D.M., Woo H.G. et al. Chem. Comm. 1999. 699.

Dujardin E., Ebbesen T.W., Krishnan A., Treacy M.M.J. Adv. Mater. 1998. 10(8). 611.

Rinzler A.G., Liu J., Dai H. et al. Appl. Phys. A. 1998. 67 (1). 29.

Hu H., Zhao B., Itkis M.E., Haddon R.C. J. Phys. Chem. B. 2003. 107(50). 13838.

Zhao X.L., Ohkohchi M., Inoue S. et al. Diam. Relat. Mater. 2006. 15 (4–8). 1098.

Suzuki T., Suhama K., Zhao X.L. et al. Diam. Relat. Mater. 2007. 16. 1116.

Wang Y.H., Shan H.W., Hauge R.H. et al. J. Phys. Chem. B. 2007. 111(6). 1249.

Wiltshire J.G., Khlobystov A.N., Li L.J. et al. Chem. Phys. Lett. 2004. 386(4 – 6). 239.

Li Y., Zhang X.B., Luo J.H. et al. Nanotechnology. 2004. 15(11). 1645.

Zhang J., Zou H.L., Qing Q. et al. J. Phys. Chem. B. 2003. 107 (16). 3712.

Colomer J.F., Piedigrosso P., Fonseca A., Nagy J.B. Synthetic. Met. 1999. 103(1–3). 2482.

Hernadi K., Siska A., Thien-Nga L. et al. Solid State Ionics. 2001. 141. 203.

Morishita K., Takarada T. Carbon. 1997. 35(7). 977.

Sloan J., Hammer J., Zwiefka-Sibley M., Green M.L.H. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1998. 347.

Hwang K.C. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1995. 173.

Hiura H., Ebbesen T.W., Taginaki K. Adv. Mater. 1995. 7(3). 275.

Гунько Г.С., Больбух Ю.М., Приходько Г.П., Тьортих В.А. Модифікування багатошарових вуглецевих нанотрубок акрилатами // Сб. Химия, физика и технология поверхности. – 2009. – Вып. 15. – С. 343–350.

Bolbukh Yu., Gunko G., Prikhod’ko G. et al. Chemistry, Physics and Technology of Surface. 2010. 1(4). 426.

Chen C.M., Chen M., Leu F.C. et al. Diam. Relat. Mater. 2004. 13(4–8). 1182.

Chen C.M., Chen M., Peng Y.W. et al. Diam. Relat. Mater. 2005. 14. 798.

Chen C.M., Chen M., Peng Y.W. et al. Thin Solid Films. 2006. 498. 202.

Ko C.J., Lee C.Y., Ko F.H. et al. Microelectron. Eng. 2004. . 73–74. 570.

Ko F.H., Lee C.Y., Ko C.J., Ch T.C. Carbon. 2005. 43(4). 727.

Martinez M.T., Callejas M.A., Benito A.M. et al. Chem. Comm. 2002. 9. 1000.

Yuan J.-M., Chen X.-H., Chen X.-H. et al. Carbon. 2008. 46. 1253.

Chattopadhyay D., Galeska I., Papadimitrako-poulos F. Carbon. 2002. 40. 985.

Zhao X., Ohkohchi M., Inoue S. et al. Diamond and Related Materials. 2006. 15. 1098.

Strong K.L., Anderson D.P., Lafdi K., Kuhn J.N. Carbon. 2003. 41. 1477.

Fang H.T., Liu C.G., Liu C. et al. Chem. Mater. 2004. 16(26). 5744.

Ye X.R., Chen L.H., Wang C. et al. J. Phys. Chem. B. 2006. 110(26). 12938.

Sato Y., Ogawa T., Motomiya K. et al. J. Phys. Chem. B. 2001. 105(17). 3387.

Hou P.X., Liu C., Tong Y. et al. J. Mater. Res. 2001. 16(9). 2526.

Li F., Cheng H.M., Xing Y.T. et al. Carbon. 2000. 38(14). 2041.

Montoro L.A., Rosolen J.M. Carbon. 2006. 44(15). 3293.

Wang Y., Gao L., Sun J. et al. Chem. Phys. Lett. 2006. 432. 205.

Liu Y.Q., Gao L., Sun J. et al. Carbon. 2007. 45(10). 1972.

Bandow S., Asaka S., Zhao X., AndoY. Appl. Phys. A. 1998. 67(1). 7123.

Kim Y., Luzzi D.E. J. Phys. Chem. B. 2005. 109. 16636.

Takahashi H., Goto T., Akiyama K. et al. Mater. Sci. Eng. A. 1996. 217. 42.

Saito Y. Carbon. 1995. 33(7). 979.

Nepal D., Kim D.S. , Geckeler K.E. Carbon. 2005. 43(3). 660.

Zhang H., Sun C.H., Li .F et al. J. Phys. Chem. B. 2006. 110(19). 9477.

Martinez M.T., Callejas M.A., Benito A.M. et al. Carbon. 2003. 41. 2247.

Nanotechnologies. Characterization of single-wall carbon nanotubes using thermogravimetric analysis (ISO/TS 11308:2011). International Organization for Standardization. TC 229.

Freiman S., Hooker S., Migler K. Measurement issues in single wall carbon nanotubes (NIST recommended practice guide, Special publication 960-19). Science and Engineering Laboratory and Sivaram Arepalli NASA – DSC, 2008. 78 p.

Itkis M.E., Perea D.E., Jung R. J. Am. Chem. Soc. 2005. 127(10). 3439.

Holzinger M., Hirsch A., Bernier P. et al. Appl. Phys. A. 2000. 70 (5). 599.

Czerw R., Liu J., Carroll D.L. New J. Phys. 2004. 6. 31.

Zhang J., Zhang L., Khabashesku V.N. et al. J. Phys. Chem. C. 2008. 112 (31). 12321.

Yanchuk I.B., Коvаl's'ka E.О., Brichka А.V., Brichka S.Ya. Ukrainian J. Phys. 2009. 54(4). 407.

Kim U.J., Liu X.M., Furtado C.A. et al. Phys. Rev. Lett. 2005. 95 (15). 157402.

Misra A., Tyagi P.K., Rai P. et al. J. Nanosci. Nanotechn. 2007. 7(6). 1820.

Nanotechnologies. Characterization of single-wall carbon nanotubes using thermogravimetric analysis (ISO/TS 10867:2010). International Organization for Standardization. TC 229.

Cao A., Xu C. , Liang J. Chem. Phys. Lett. 2001. 344. 13.

Hayashi S., Hoshi F., Ishikura T. et al. Carbon. 2001. 41 (15). 3047.




Copyright (©) 2012 E. O. Koval'ska, M. T. Kartel, G. P. Prikhod’ko, Yu. I. Sementsov

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.