Purification of single walled carbon nanotubes: The problem with oxidation debris

Fogden, Siân; Verdejo, Raquel; Cottam, Ben; Shaffer, Milo S. P.

doi:10.1016/j.cplett.2008.05.069

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“…Rourke et al [31] reported that GO directly obtained after the oxidation of a graphitic material exhibits a more complex structure consisting of two main entities: functionalized graphene-like sheets and oxidized debris (OD) strongly adhered to these flat entities. This assumption is based on results obtained using carbon nanotubes [32,33] or carbon fibers [34] as parent graphitic materials. OD consist of large poly-aromatic molecules with high amount of oxygen groups anchored to the edges, that also act as a surfactant able to disperse clean GO sheets.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Towards the understanding of the graphene oxide structure: How to control the formation of humic- and fulvic-like oxidized debris

Rodriguez-Pastor

Ramos-Fernández

Varela-Rizo

et al. 2015

Carbon

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Please cite this article as: Rodriguez-Pastor, I., Ramos-Fernandez, G., Varela-Rizo, H., Terrones, M., Martin-Gullon, I., Towards the understanding of the graphene oxide structure: How to control the formation of humic-and fulviclike oxidized debris, Carbon (2014), doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.carbon. 2014.12.027 This is a PDF file of an unedited manuscript that has been accepted for publication. As a service to our customers we are providing this early version of the manuscript. The manuscript will undergo copyediting, typesetting, and review of the resulting proof before it is published in its final form. Please note that during the production process errors may be discovered which could affect the content, and all legal disclaimers that apply to the journal pertain. Abstract Former structural models of graphene oxide (GO) indicated that it consists of graphenelike sheets with oxygen groups, and no attention was paid to the resulting sheet size. We now provide evidence of the complex GO structure consisting of large and small GO sheets (or oxidized debris). Different oxidation reactions were studied. KMnO 4 derived GO consists of large sheets (20-30 wt. %), and oxidized debris deposits, which are formed by humic-and fulvic-like fragments. Large GO sheets contain oxygen groups, especially at the edges, such as carbonyl, lactone and carboxylic groups. Humic-like debris consists of an amorphous gel containing more oxygenated groups and trapped water molecules. The main desorbable fraction upon heating is the fulvic-like material, which contains oxygen groups and fragments with high edge/surface ratio. KClO 3 in HNO 3 or the Brodie method produces a highly oxidized material but at the flake level surface only; little oxidized debris and water contents are found. It is noteworthy that an efficient basal cutting of the graphitic planes in addition to an effective intercalation is caused by KMnO 4 , and the aid of NaNO 3 makes this process even more effective, thus yielding large monolayers of GO and a large amount of humic-and fulvic-like substances.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Towards the understanding of the graphene oxide structure: How to control the formation of humic- and fulvic-like oxidized debris

Rodriguez-Pastor

Ramos-Fernández

Varela-Rizo

et al. 2015

Carbon

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“…No caso da purificação já é bem conhecido que a remoção dessas impurezas pode ser conduzida em grandes quantidades, porém a eliminação efetiva das várias impurezas depende muito da metodologia aplicada e esta quando não realizada com cuidado pode provocar uma série de defeitos estruturais, fracionamento e/ ou destruição dos NTCs. 112,113 Dependendo do fornecedor ou do método usado na produção dos NTCs várias nanoestruturas podem estar presentes e os métodos de purificação nem sempre podem ser estendidos para qualquer tipo de amostra, pois a eficiência das metodologias pode depender muito das impurezas e do tipo de NTC da amostra. Por exemplo, a ação do ácido nítrico concentrado sobre os NTCs depende do seu diâmetro, densidade de defeitos, presença ou não de carbono amorfo, do empilhamento e número de camadas de grafeno que constituem a sua superfície.…”

Section: Nanotubos De Carbono E Suas Impurezasunclassified

“…Por exemplo, NTCPM hidrofóbicos sem processamento pós-síntese apresentam menor toxicidade do que esta mesma amostra tratada com ácido nítrico. 117 Essas variáveis também se aplicam para as várias metodologias de funcionalização, já que mesmo com os avanços obtidos a maioria dos tratamentos químicos pode gerar resíduos, fragmentos de tubos oxidados e fragmentos de carbonos carboxilados denominados debris, 112,113 ou outras nanoestruturas. Por exemplo, o uso de ácido nítrico concentrado pode gerar fragmentos de carbonos carboxilados debris, principalmente quando durante o processo de purificação não se remove o carbono amorfo das paredes dos tubos.…”

Section: Nanotubos De Carbono E Suas Impurezasunclassified

“…: H 2 SO 4 /KMnO 4 ) danificam intensamente as paredes dos tubos e podem induzir a formação de fragmentos de carbono. 112,113 Estes fragmentos podem estar envolvidos na toxicidade de amostras purificadas e explicariam os resultados de maior toxicidade para amostras purificadas do que para amostras não purificadas, 127,128 ou de mesmo potencial genotóxico antes e após a purificação. 75 Para experimentos em culturas de células exige-se esterilização da amostra em estudo (para que não haja contaminantes biológicos -micobactérias, bactérias e esporos de fungos).…”

Section: Considerações Finaisunclassified

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Citotoxicidade e genotoxicidade de nanotubos de carbon

Franchi¹,

Santos²,

Matsubara³

et al. 2012

Quím. Nova

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Recebido em 2/5/11; aceito em 6/9/11; publicado na web em 8/11/11 CYTOTOXICITY AND GENOTOXICITY OF CARBON NANOTUBES. There are many controversies regarding the cyto-and genotoxicity of carbon nanotubes (CNTs). In this work, we discuss that many of the incongruous arguments are probably associated with the poor physical-chemical characterization of the CNT samples used in many publications. This manuscript presents examples of carbon nanostructures observed under high resolution electron microscopy that can be found in typical CNT samples, and shows which roles in cyto-and genotoxicity need to be better investigated. Issues concerning chemical treatment are addressed and examples of misunderstandings that can occur during the studies of cyto-and genotoxicity of CNT samples are given.Keywords: cell viability; DNA damage; carbon nanotube samples. INTRODUÇÃOA ideia de nanotecnologia como uma ciência de manipulação molecular ou de escala nanométrica sempre foi um fascínio para muitos pesquisadores. Feynman em 1959 e Drexler em 1986 já chamavam a atenção da comunidade científica com relação à nanotecnologia. 1,2 Com os avanços da microscopia e de outras técnicas, a nanotecnologia se tornou nos últimos 10 anos uma das áreas mais importantes da ciência e da inovação tecnológica com projeções comerciais estimadas para 2015 em um trilhão de dólares. 3,4 Nesse contexto a Nanotoxicologia desempenha um papel importante, pois investiga os efeitos dos nanodispositivos e nanoestruturas em sistemas biológicos. 5 A avaliação toxicológica de partículas e fibras em escala nanométrica 6 contribui para uma série de questões ligadas à utilização de nanomateriais em produtos comerciais. Sendo assim, o entendimento dos mecanismos de cito-e genotoxicidade de um dado nanomaterial é fundamental para a definição de seu impacto ambiental e de estratégias de proteção aos trabalhadores e consumidores. 7 O presente artigo apresenta uma revisão de estudos realizados sobre a eventual indução de danos às células e ao DNA (citotoxicidade e genotoxicidade, respectivamente) por nanotubos de carbono (NTCs), conduzidos em experimentos in vitro. Na literatura existente é possível detectar várias controvérsias e questões que ainda precisam ser esclarecidas já que algumas dessas nanoestruturas se apresentam biocompatíveis. Recentes estudos demonstraram, por exemplo, que a enzima mieloperoxidase presente em neutrófilos humanos é capaz de degradar nanotubos de carbono de parede simples (NTCPS) e que os produtos da biodegradação dos NTCs não induziram inflamação quando expostos aos pulmões de camundongo. [8][9][10][11][12] Embora haja um conflito sobre o mérito do descobrimento dos NTCs, 13 o fato é que esses são um dos nanomateriais mais fascinantes e estudados nas últimas duas décadas. Um NTCPS pode ser descrito basicamente como uma folha de grafeno enrolada e fechada em cada extremidade por metade de um fulereno. Quando várias folhas de grafeno constituem a parede do tubo os mesmos são classificados como NTCs de parede múltiplas (NTCPM). 14 Os NTCs aprese...

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“…[163] The band in the region of 3600-3200 cm -1 , is assigned to the vibrational modes of the -OH groups, indicating the presence of chemisorbed water in the samples during the preparation of the KBr pellets. [163] The contaminating water is also confirmed due to the appearance of a peak 1630 cm -1 .…”

Section: Characterisation Of Functionalised Mwcntsmentioning

confidence: 99%

Estudio de Nanocompuestos de Espumas de Poliuretano Reforzadas con Nanocargas en Base Carbono

Bernal¹,

Mar²

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A la meua familia AGRADECIMIENTOSQuisiera agradecer, en primer lugar, al Ministerio de Ciencia e Investigación por la financiación para la realización de esta Tesis, mediante la concesión de la Beca FPI.A mis directores de Tesis, Dra. Raquel Verdejo y Dr. Miguel Ángel López Manchado por darme la oportunidad de trabajar con vosotros. A Raquel, por todo lo que me has enseñado durante estos años y por todo el tiempo que me has dedicado. A Miguel Ángel por tus comentarios constructivos, tus consejos y tu paciencia.A mi tutor en la UPV, Prof. Vicente Amigò por toda la ayuda que me has brindado sin apenas conocerme.Al Prof. Miguel Ángel Rodríguez Pérez de la Universidad de Valladolid por darme la posibilidad de trabajar en tu grupo y aprender más sobre espumas.I would like to thank Prof. Anthony J. Ryan, from The University of Sheffield, and Prof. Isabelle Huynen, from Université Catholique de Louvain, for your support and interest on my work.A todos mis compañeros del grupo por todos los ánimos y las risas. A Mario, Lean, Laura Peponi, Nicoletta, Iván y Sami. A mis chicas, Nella, Nat y Lauris, por todos los buenos momentos juntas entre recetas de cocina, clases de punto y bailes Bollywood! Quiero agradecer especialmente a Nella por ser mi profesora de la vida durante estos años y por las largas tardes-noches compartidas en la oficina. Y a Mario, nuestro "chico guapo" por todo el apoyo y por esas "características limitantes" que nos unen.A todo el grupo de Cauchos, en especial a Juan, Irene, Marta y Pilar, por ser como sois y por todas esas celebraciones en el laboratorio con vino, callos, migas y pasteles. Y a Miguel Arroyo, por esas paellas "madrileñas" que me hacen sentir como en casa.A Rodri, Jose e Isabel Quijada por haberme dejado participar en vuestros trabajos, por todo lo que he aprendido con vosotros y por haber confiado en mí.Al grupo del CellMat de la Universidad de Valladolid por haberme acogido tan bien durante las semanas que he estado con vosotros. En especial a Samu, Sergio y a Eusebio por vuestra colaboración en mis experimentos de radioscopia y DMA.I would like to thank my dear friends Masa, AC and Susi, for our great times in Sheffield.A special thanks to Isabel and Margherita for taking care of me during those hard months in Louvain-la-Neuve and for your friendship. Grazie Margheri per le nostre pause caffè e tutti gli scherzi! A todos mis amigos que me habéis apoyado durante este tiempo y, aunque en "la terreta" siempre os he tenido cerca. Y gracias a todas las personas que me han ayudado durante estos años. RESUMENLas espumas de nanocompuestos poliméricos tienen un gran interés tanto en áreas tecnológicas como científicas. Esto es debido a la combinación de las excelentes propiedades de las nanopartículas y la tecnología de espumado, dando lugar al desarrollo de materiales ligeros y multifuncionales. Este tipo de sistemas se utilizan en aplicaciones de alto rendimiento tan diversas como biomedicina, electrónica, paneles estructurales y embalajes, entre otras.Esta Tesis está basada en el desarro...

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Purification of single walled carbon nanotubes: The problem with oxidation debris

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Towards the understanding of the graphene oxide structure: How to control the formation of humic- and fulvic-like oxidized debris

Towards the understanding of the graphene oxide structure: How to control the formation of humic- and fulvic-like oxidized debris

Citotoxicidade e genotoxicidade de nanotubos de carbon

Estudio de Nanocompuestos de Espumas de Poliuretano Reforzadas con Nanocargas en Base Carbono

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