Tailored Degree of Functionalization and Length Preservation of Multiwalled Carbon Nanotubes by an Optimized Acid Treatment Process

Abstract

The introduction of oxygen groups in carbon nanotubes is considered crucial for many applications. However, there is a lack of controlled functionalization methods which ensure nanotubes with specific property values according to each interest. In this work, acid treatments of multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) employing an optimized ultrasound process with moderate heating and stirring were studied by means of a factorial design. The functionalized nanotubes were characterized by thermogravimetry, elemental analysis, Raman spectroscopy, electron microscopy and water stability tests. Statistic models were fitted for the degree of functionalization and length reduction of MWCNTs. Temperature was identified as a key parameter to produce more functionalized MWCNTs with less structural damage. The properties of the functionalized MWCNTs can be tailored by the choice of parameters exploited in the statistical models developed to enable different end-use requests, such as for polymeric composites or biorelated applications, which is the original contribution of this work.

Functionalized multi-walled carbon nanotubes and hydroxyapatite nanorods reinforced with polypropylene for biomedical application

“…The slight weight loss of PP/20% n-HA/0.3% f-MWCNTs and PP/20% n-HA/0.2% f-MWCNTs with rising temperature from 100 to 130 °C noted. It was caused due to the water evaporation from these specimens 34 . The TGA curves of the second weight loss of the specimen were observed from 400 to 495 °C.…”

Estudo eletroquímico de compostos nitro-heterocíclicos potencialmente antichagásicos utilizando eletrodos quimicamente modificados com ftalocianinas

“…A Figura 12 indica com detalhes um possível modelo da estrutura de nanotubo de carbono funcionalizado. A inserção de grupos carboxílicos aos NTC deverá ocorrer preferencialmente nas extremidades, pois é a região de maior imperfeição da rede hexagonal (A) (CASTRO et al, 2017;VIEIRA et al, 2007).…”

“…Procedimentos oxidativos, como, por exemplo, o emprego da solução sulfonitrílica, levam a distorções mais graves da rede hexagonal em decorrência da remoção de carbono na forma de monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO2). Assim, grupos químicos, que apresentam o átomo de oxigênio, como o grupo carboxílico, podem ser incorporados aos NTC pelas vacâncias formadas (B) (CASTRO et al, 2017;VIEIRA et al, 2007).…”

“…O ponto C indica, também, outros tipos de alterações estruturais nos NTC, como regiões desocupadas, hibridizações sp 3 e ligações pendentes dos átomos de carbono (CASTRO et al, 2017;VIEIRA et al, 2007). Além disso, outro modelo clássico é o defeito de Stone-Wales, dois pares de anéis pentagonais e heptagonais, cuja presença favorece as reações de adição às duplas ligações entre carbonos nas posições próximas a este defeito (CASTRO et al, 2017;SHARMA, SAXENA, SKUKLA, 2012;ZHAO et al, 2004).…”

“…O ponto C indica, também, outros tipos de alterações estruturais nos NTC, como regiões desocupadas, hibridizações sp 3 e ligações pendentes dos átomos de carbono (CASTRO et al, 2017;VIEIRA et al, 2007). Além disso, outro modelo clássico é o defeito de Stone-Wales, dois pares de anéis pentagonais e heptagonais, cuja presença favorece as reações de adição às duplas ligações entre carbonos nas posições próximas a este defeito (CASTRO et al, 2017;SHARMA, SAXENA, SKUKLA, 2012;ZHAO et al, 2004). Os sensores biomiméticos (SB) representam a simulação e/ou a imitação da arquitetura de sistemas biológicos, com propriedades similares ao próprio sistema que foi imitado, promovendo formas artificiais, que podem copiar estruturas e funções naturais (LAI et al, 2019;VOLKERT, HAES, 2014;IRSHAD et al, 2013).…”