基于凝胶柱色谱技术的单壁碳纳米管选择性分离
文献类型：学位论文
| 作者 | 檀付瑞 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2012-05 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 李清文 |
| 关键词 | 单壁碳纳米管 凝胶柱色谱 分离 金属/半导体 直径 手性 |
| 学位专业 | 物理化学 |
| 中文摘要 | 单壁碳纳米管(SWCNTs)具有优异的电学、力学、光学等性能，在纳米器件、传感、透明导电薄膜等领域有着广阔的应用前景。但目前的制备技术还无法得到单一导电属性和电子结构的 SWCNTs，这极大地限制了 SWCNTs 在高性能纳米电子器件以及薄膜器件上的应用。因此，如何简单、有效、低成本地分离 SWCNTs 成为近期关注的热点。近年来，凝胶柱色谱技术被创造性地应用于 SWCNTs 的分离，引起了人们广泛的关注，是一种可以简单、有效、低成本分离 SWCNTs 的方法。基于凝胶柱色谱技术，本文从 SWCNTs 的单分散性、固定相及流动相的调控着手，重点研究了单一导电属性和电子结构的 SWCNTs 的分离及分离机制。主要研究内容如下： (1)选用四种不同表面活性考察了分散剂种类和浓度以及超声和离心条件对SWCNTs 单分散性及金属/半导体型（M/S）分离的影响。通过两步淋洗，由 1%SDS分散的金属型(m-)和半导体型(s-)SWCNTs 可以分别被 1%SDS 和 0.25%的 DOC 淋洗出来。同时，我们也优化了分散和分离条件，确定 2 小时的超声分散以及长时间和大功率的离心最有利于高纯度 SWCNTs 的 M/S 分离。 (2) 通过选取六种多糖凝胶作为色谱柱填料，我们系统研究了凝胶孔尺寸以及化学组成对SWCNTs的M/S分离的影响。通过对比研究SWCNTs在不同孔尺寸Sephacryl凝胶中的迁移和滞留行为，我们发现凝胶孔尺寸可以调控 s-SWCNTs 与凝集的结合力进而影响其滞留行为和 M/S 分离。进一步地我们阐述了凝胶结构组成对于 SWCNTs的选择性吸附和滞留发挥着更重要作用，其中具有较小孔径范围的含氨基官能团的葡聚糖凝胶（Sephacryl）更有利于 s-SWCNTs 的选择性吸附，从而获得高纯度 m-和s-SWCNTs 的分离。基于以上研究结果，我们提出了基于吸附原理下的 M/S 分离机制。 (3)采用 SDS/DOC 的二元表面活性剂梯度淋洗的策略，实现了具有窄直径分布以及单一手性的 s-SWNTs 的分离。研究结果表明：利用单一表面活性剂的梯度淋洗只能实现 SWCNTs 的 M/S 和直径分离，而二元表面活性剂梯度淋洗更利于 SWCNTs的手性分离。因而通过对淋洗剂的组分和浓度的调控，实现了不同手性的 SWCNTs 的分离。相比于其它分离方法，我们的凝胶柱色谱分离技术与传统色谱技术相兼容，更有利于实现 s-SWCNTs 的低成本、可规模化的连续性手性分离。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 源URL | [http://58.210.77.100/handle/332007/725]  |
| 专题 | 苏州纳米技术与纳米仿生研究所_先进材料研究部_李清文团队 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 檀付瑞. 基于凝胶柱色谱技术的单壁碳纳米管选择性分离[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2012. |
入库方式： OAI收割
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。