Nghiên cứu quá trình làm sạch và phân tán ống nano cacbon đa thành (MWNTs) trong nước bằng chất hoạt động bề mặt

National University HoChiMinh city University of Technology NGUYEN THI MINH NGUYET “STUDY THE PURIFICATION AND SURFACTANT ASSISTED DISPERSION OF MULTI-WALLED CARBON NANOTUBES (MWNTs) IN AQUEOUS SOLUTION” Major: Technology of High Molecular and Composite Materials 605294 THESIS HCMC, 2012 Trường Đại Học Bách Khoa TPHồ Chí Minh Khoa Cơng Nghệ Vật Liệu NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH VÀ PHÂN TÁN ỐNG NANO CACBON ĐA THÀNH (MWNTs) TRONG NƯỚC BẰNG CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT Chuyên ngành: Vật Liệu Cao Phân Tử Tổ Hợp Mã ngành: 605294 LUẬN VĂN THẠC SỸ TPHCM, 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT MSHV: 09030932 Ngày, tháng, năm sinh: 24/07/1986 Nơi sinh: Lâm Đồng Chuyên ngành: Công nghệ Vật liệu cao phân tử tổ hợp Tên đề tài: NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH VÀ PHÂN TÁN ỐNG NANO CARBON ĐA THÀNH (MWNTs) TRONG NƯỚC BẰNG CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : • Thực đánh giá hiệu quy trình làm ống nano cacbon đa thành • Đánh giá vai trị q trình làm đến khả phân tán ống nano cacbon đa thành • Đưa phương pháp thực nghiệm phân tán ống nano cacbon đa thành nước sử dụng hai loại chất hoạt động bề mặt khác nhau: Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) and Triton X – 100 Xác đinh hệ số hấp thụ (ε) – thông số quan trọng việc đánh giá định lượng phân tán ống nano cacbon nước • So sánh hiệu quả trợ phân tán hai chất hoạt động bề mặt: SDS and Triton X – 100 Xác định tỉ lệ tối ưu ống nano cacbon đa thành/chất hoạt động bề mặt • Nghiên cứu ảnh hưởng pH đến khả phân tán ống nano cacbon đa thành I NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 14/02/2011 II 02/12/2011 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : III CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS LÊ VĂN THĂNG TP HCM ngày CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO tháng năm 201 TRƯỞNG KHOA CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG –HCM Cán hướng dẫn khoa học : TS LÊ VĂN THĂNG (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : PGS TS HÀ THÚC HUY (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : PGS TS NGUYỄN ĐẮC THÀNH (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm 201 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: GS NGUYỄN HỮU NIẾU PGS TS HÀ THÚC HUY PGS TS NGUYỄN ĐẮC THÀNH TS LA THỊ THÁI HÀ TS LÊ VĂN THĂNG Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA Nguyen Thi Minh Nguyet ACKNOWLEDGEMENT It is impossible to complete this thesis without the help of many people First of all, I wish to express my sincere appreciation to my research supervisor, Dr Van Thang Le, for his technical guidance and support during the course of this research work His assistance and suggestions were crucial in the realization of this work I would like to thank my colleagues and friends in Department of Materials Science Fundamentals as well as the Key Laboratory of Materials Technology for their help related to carbon nanotubes, ideas for my research and most importantly, an enjoyable working atmosphere In addition, I would like to acknowledge and thank the Faculty of Materials Technology at Ho Chi Minh University of Technology for providing the opportunity and the financial wherewithal to accomplish my goals at HCMUT I am also thankful to National Key Lab of Polymer and Composite for transmission electron microscope facility Finally, I would like to thank my parents for their love and support Ho Chi Minh City, 12/2011 Nguyen Thi Minh Nguyet ABSTRACT The discovery of carbon nanotubes (CNTs) has attracted tremendous attention of many researchers due to their exceptional electronic, optical, mechanical and chemical properties With these particular characteristics, they show potential applications, e.g composites, field emission devices, nanoelectronics, probe tips, optical filters and various biomedical applications However, in order to utilize CNTs in a wide range of applications, it is necessary to disperse them both at micro-scale and nano-scale The two different approaches are currently being used to disperse CNTs, i.e., mechanical (or physical) methods and chemical methods Mechanical approaches, based primarily on ultrasonication, are time – consuming and less efficient Chemical methods use surfactants or chemical moieties to change the surface energy of the nanotubes Covalent functionalization involves the attachment of various chemical functional groups on the sidewalls of carbon nanotubes However, the aggressive chemical functionalization causes an increase in the defects on the sidewalls This can alter the electrical and mechanical properties of CNTs To diminish these defects and get highly dispersing, we integrate an effective but nondestructive purification and non-covalent modification to ensure that their structure is not significantly disturbed In this study, we first purified MWNTs with the facile process involved oxidation in the air and hydrochloric acid treatment, then dispersing them in aqueous solution with different surfactants: Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) and Triton X-100 The final products got higher purity than 95%wt and the role of purification was strongly expressed in highly dispersing of MWNTs at nano-scale By using UV-Vis spectroscopy, the extinction coefficient (ε) of MWNTs was determined Through this value, a comparative analysis on dispersion of MWNTs with two surfactants – Triton X-100 and SDS was reported Triton-X100 was Nguyen Thi Minh Nguyet observed to be higher dispersion than SDS An optimum CNT-to-surfactant ratio has been determined for each surfactant This parameter was shown to affect the nanotubes dispersion significantly Surfactant concentration above or below this ratio was shown to deteriorate the quality of nanotubes dispersion The pH dependence of these surfactant assisted MWNT dispersions was also examined Deviations from neutral pH demonstrated negligible influence on nonionic surfactant adsorption (Triton X-100) In contrast, anionic surfactant (SDS) was found to be poor dispersing aids for highly acidic and basic solutions and showed the maximum solubility near neutral pH conditions Keywords: Multiwall carbon nanotubes (MWNTs), Dispersion, Surfactant, Purification, Extinction coefficient Nguyen Thi Minh Nguyet TÓM TẮT LUẬN VĂN Việc phát ống nano cacbon (CNTs) thu hút quan tâm to lớn nhiều nhà nghiên cứu giới tính chất đặc biệt chúng tính chất điện, quang, cơ, hóa học…Với đặc tính có này, sản phẩm ống nano carbon đánh giá có nhiều tiềm ứng dụng vật liệu composite, thiết bị phát xạ trường, vi điện tử, đầu dò, lọc quang học ứng dụng sinh học khác Tuy nhiên, để ứng dụng CNTs phạm vi rộng thế, việc phân tán ống nano cacbon kích thước micro nano vấn đề vô cần thiết đáng quan tâm Hiện có hai cách tiếp cận khác sử dụng để phân tán CNTs phương pháp học (vật lý) phương pháp hóa học Phương pháp vật lý chủ yếu dựa việc sử dụng sóng siêu âm (ultrasonication) nên tốn nhiều thời gian hiệu khơng cao Phương pháp hóa học sử dụng chất hoạt động bề mặt gắn nhóm chức để thay đổi lượng bề mặt ống nano cacbon Tuy nhiên việc gắn nhóm chức khác làm gia tăng khuyết tật bề mặt ống nano cacbon Điều làm thay đổi tính chất điện tính chất CNTs Để tránh tình trạng cải thiện đáng kể độ phân tán CNTs, đưa phương pháp kết hợp đơn giản mà hiệu q trình làm biến tính bề mặt CNTs cách sử dụng chất hoạt động bề mặt để đảm bảo cấu trúc chúng không bị ảnh hưởng đáng kể Trong phạm vi luận văn này, làm MWNTs thông qua quy trình đơn giản bao gồm hai giai đoạn: oxi hóa khơng khí xử lý axit clohydric (HCl), sau phân tán chúng mơi trường nước cách sử dụng loại chất hoạt động bề mặt khác nhau: Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) Triton X-100 Kết nghiên cứu cho thấy sản phẩm cuối có độ tinh khiết cao (95%) vai trị q trình làm thể rõ nét việc phân tán MWNTs cấp độ nano Nguyen Thi Minh Nguyet Bằng cách sử dụng quang phổ UV-Vis, hệ số hấp thụ (ε) MWNTs xác định Thông qua giá trị này, phép phân tích so sánh phân tán MWNTs sử dụng hai chất hoạt động bề mặt – Triton X-100 SDS thực Kết cho thấy Triton X-100 mang lại hiệu phân tán cao SDS Tỷ lệ tối ưu CNT với chất hoạt động bề mặt xác định Thơng số cho thấy có ảnh hưởng đáng kể đến phân tán ống nano cacbon Khi nồng độ chất hoạt động bề mặt sử dụng cao hay thấp tỉ lệ làm giảm mức độ phân tán MWNTs Sự phụ thuộc pH trình phân tán chất hoạt động bề mặt khảo sát Kết cho thấy, trình phân tán MWNTs Triton X-100 khơng bị ảnh hưởng đáng kể pH dung dịch Trái lại, trình phân tán sử dụng SDS lại giảm sút đáng kể môi trường acid bazơ độ phân tán cao đạt điểm có pH lân cận miền trung tính Từ khóa: Ống nano cacbon đa thành (MWNTs), phân tán, chất hoạt động bề mặt, trình làm sạch, hệ số hấp thụ Nguyen Thi Minh Nguyet LIST OF PUBLICATIONS Cao Duy Vinh, Le Van Thang, Nguyen Thi Minh Nguyet “The Quantitative Characterization of The Dispersion State of Multi-walled Carbon Nanotubes (MWNTs)” Journal of Chemistry, Vol.49 (3A), P.279-284, 2011, ISSN 0866-7144 Cao Duy Vinh, Le Van Thang, Nguyen Thi Minh Nguyet “Controlling the Dispersion of Multi-wall Carbon Nanotubes in Deionized Water and Evaluating the Effects of Modified MWNTs on Electrical Conductivity of Polyvinylalcohol Composite Thin Film” Proceedings of The 3nd International Workshop on Nanotechnology and Application IWNA 2011 - Vung Tau City, Vietnam, Nov 1214, 2011 Nguyen Thi Minh Nguyet, Le Van Thang, Nguyen Van Dong, Nguyen Thi Hang, Luu Tuan Anh, Cao Duy Vinh “A Facile and Effective Purification Method for Multi-Walled Carbon Nanotubes (MWNTs)”, Proceedings of The 12th Conference of Materials Science and Technology, 2011, ISBN 978-604-73-0611-4 Cao Duy Vinh, Le Van Thang, Nguyen Thi Minh Nguyet, Luu Tuan Anh, Tran Khac Bien Cuong “The Facile Process to Disperse and Separate MWNTs in Deionized Water”, Proceedings of The 12th Conference of Materials Science and Technology, 2011, ISBN 978-604-73-0611-4 Cao Duy Vinh, Le Van Thang, Nguyen Thi Minh Nguyet, Luu Tuan Anh, Tran Khac Bien Cuong “H2SO4/HNO3—Functionalization and Quantitative Assessment on Modified Multi-Walled Carbon Nanotubes (MWNTs) Dispersion by Uv-Vis Spectroscopy”, Proceedings of The 12th Conference of Materials Science and Technology, 2011, ISBN 978-604-73-0611-4 Nguyen Thi Minh Nguyet [29] http://aip.org/png/html/tubefet.htm [30] J Kong, N R Franklin, C W Zhou, Nanotube molecular wires as chemical sensors, Science, 287 (5453), pp 622-625 (2000) [31] http://www.sciencedaily.com/releases/2009/09/090910151927.htm [32] Lee, B.I.; Rives, J.P, Dispersion of alumina powders in non-aqueous media, Colloids Surf., 56,pp 25 -43 (1991) [33] Seelenmeyer S, Ballauff M, Analysis of surfactants adsorbed onto the surface of latex particles by small-angle x-ray scattering, Langmuir 2000, 16, pp 40944099 (2000) [34] Clarke, J.G., Wicks, S.R., and Farr, S.J., Surfactant mediated effects in pressurized metered dose inhalers formulated as suspensions I Drug/surfactant interactions in a model propellant system, Int J Pharm., 93, pp 221–231 (1993) [35] Green JH, Parfitt GD, Electrostatic stabilization of concentrated colloidal dispertions, Colloids Surf V 29, pp 391-402 (1998) [36] Singh BP, Menchavez R, Takai C, Fuji M, Takahashi M, Stability of Dispersions of Colloidal Alumina Particles in Aqueous Suspensions, J Colloid Interface Sci., 291, pp 181-186 (2005) [37] Rosen, Milton J, Surfactants and interfacial phenomena, John Wiley & Sons (2004) [38] Shanti Swamp and Clifford K Schoff, A survey of surfactants in coatings technology, Progress in organics coatings, 23, pp l-2 (1993) 100 Nguyen Thi Minh Nguyet [39] Carlota Oliveira Rangel-Yagui1, Adalberto Pessoa Junior, Leoberto Costa Tavares Micellar solubilization of drugs J Pharm Pharmaceut Sci (www.cspscanada.org) 8(2), pp 147-163 (2005) [40] A D James, P H Ogden and J W Wates, in D R Karsa (ed.), Industrial Applications of Surfactants, The Royal Society of Chemistry, London, pp 251258 (1986) [41] http://sci-toys.com/ingredients/surfactants.html [42] Somasundaran, P., and L Huang, Adsorption/Aggregation of Surfactants and Their Mixtures at Solid-Liquid Interfaces, Advances in Colloid and Interface Science, 88, pp 179-208 (2000) [43] M.J Rosen, Surfactants and Interfacial Phenomena, Wiley-Interscience Publication, New York (1978) [44] J.C Griffith, A.E Alexander, Equilibrium adsorption isotherms for wool/detergent systems, J Colloid Interface Sci 25, pp 311-316 (1967) [45] Lourie O, Cox DE, Wagner HD Buckling and collapse of embedded carbon nanotubes, Phys Rev Lett; 8, pp 1638-1641 (1998) [46] A Thess, R Lee, P Nikolaev, H J Dai, P Petit, J Robert, C H Xu, Y H Lee, S G Kim, A G Rinzler, D T Colbert, G E Scuseria, D Tomanek, J E Fischer and R E Smalley, Crystalline Ropes of Metallic Carbon Nanotubes, Science, 273, pp 483-487 (1996) [47] Girifalco, L A.; Hodak, M Lee, R S., Carbon nanotubes, buckyballs, ropes, and a universal graphitic potential, Physical Review B62, pp 13104-13110 (2000) [48] Shvartzman-Cohen R, Nativ-Roth E, Baskaran E, Levi-Kalisman Y, Szleifer I, Yerushalmi-Rozen R, Selective dispersion of single-walled carbon nanotubes in the 101 Nguyen Thi Minh Nguyet presence of polymers: the role of molecular and colloidal length scales, J Am Chem Soc ; 126, pp 14850-14857 (2004) [49] T Saito, K Matsushige, K Tanaka, Chemical treatment and modification of multi-walled carbon nanotubes, Physica B, 323, pp 280-283 (2002) [50] P.E Engel, W.E Billups, D.W Abmay Jr, K Tsvaygboym, R Wang, Reaction of Single-Walled Carbon Nanotubes with Organic Peroxides, J Phys Chem C 112, pp 695-700 (2008) [51] V Georgakilas, K Kordatos, M Prato, D.M Guldi, M Holzinger, A Hirsch, Organic Functionalization of Carbon Nanotubes, J Am Chem Soc., 124, pp 760761 (2002) [52] M Holzinger, O Vostrowsky, A Hirsch, F Hennrich, M Kappes, R Weiss, F Jellen, Sidewall Functionalization of Carbon Nanotubes, Angew Chem Int Ed 40, pp 4002-4005 (2001) [53] J.L Bahr, J.M Tour, Highly Functionalized Carbon Nanotubes Using in Situ Generated Diazonium Compounds, Chem Mater 13, pp 3823-3284 (2001) [54] M Bystrzejewski, M.H Rummeli, T Gemming, T Pichler, A Huczko, H Lange, Functionalizing Single-Wall Carbon Nanotubes in Hollow Cathode Glow Discharges, Plasma Chem Plasma Proc 29, pp 79-90 (2009) [55] Sarbajit Banerjee and Stanislaus S Wong, Demonstration of DiameterSelective Reactivity in the Sidewall Ozonation of SWNTs by Resonance Raman Spectroscopy, Nano Letters, 4(8), pp 1445-1450 (2004) [56] F Borondics, E Jakab, M Bokor, P Matus, K Tompa, S Pekker, Reductive Functionalization of Carbon Nanotubes, E-MRS 2004 Spring Meeting, May 24-28, 102 Nguyen Thi Minh Nguyet 2004, Strasbourg, Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures 13, 375-382 (2005) [57] Functionalized carbon nanotubes for biological applications Doctoral Thesis/ Dissertation, 2008, 239 pages [58] N Grossiord, P van der Shoot, J Meuldijk, C.E Koning, Determination of the Surface Coverage of Exfoliated Carbon Nanotubes by Surfactant Molecules in Aqueous Solution, Langmuir 23, pp 3646-3653 (2007) [59] X Tan, M Fang, C Chen, S Yu, X Wang, Counterion effects of nickel and sodium dodecylbenzene sulfonate adsorption to multiwalled carbon nanotubes in aqueous solution, Carbon 46, pp 1741-1750 (2008) [60] M.J Jiang, Z.M Dang, S.H Yao, J Bai, Effects of surface modification of carbon nanotubes on the microstructure and electrical properties of carbon nanotubes/rubber nanocomposites, Chem Phys Lett 457, pp 352-356 (2008) [61] Junrong Yu, Nadia Grossiord, Cor E Koning, Joachim Loos Controlling the dispersion of multi-wall carbon nanotubes in aqueous surfactant solution Carbon 45, pp 618–623 (2007) [62] Richa Rastogi, Rahul Kaushal, S.K Tripathi, Amit L Sharma, Inderpreet Kaur, Lalit M Bharadwaj, Comparative study of carbon nanotube dispersion using surfactants, Journal of Colloid and Interface Science 328, pp 421–428 (2008) [63] J H Kim, M Kataoka, D Shimamoto, H Muramatsu, Y C Jung, T Tojo, Y A Kim, M Endo, M Terrones, M S Dresselhaus, Defect-enhanced dispersion of carbon nanotubes in DNA solutions, Chemphyschem 10, pp 2414-2417 (2009) 103 Nguyen Thi Minh Nguyet [64] G Ciofani, V Raffa, V Pensabene, A Menciassi, P Dario, Dispersion of Multiwalled Carbon Nanotubes in Aqueous Pluronic F127 Solutions for Biological Applications, Fuller Nanotub Car N 17, pp 11-25 (2009) [65] Cao Duy Vinh, Study the effect of modification process on MWNTs’ dispersity in deionized water, Master thesis (2011) [66] Dyke CA, Unbundled and highly functionalized carbon nanotubes from aqueous reactions, Tour JM Nano Lett; 9, pp 1215-1218 (2003) [67] Shvartzman-Cohen R, Levi-Kalisman Y, Nativ-Roth E, Yerushalmi-Rozen R A generic approach for dispersing Single-Walled Carbon Nanotubes, Langmuir; 20, pp 6085-6088 (2004) [68] M S Strano, V C Moore, M K Miller, M J Allen, E H Haroz, C Kittrell, R H Hauge and R E Smalley, The role of surfactant adsorption during ultrasonication in the dispersion of single-walled carbon nanotubes, J Nanosci Nanotech; 3, pp 81-86 (2003) [69] http://www.agiletechworld.com/Knowledge%20Center.htm [70] Dujardin E, Ebbesen TW, Krishnan A, Treacy MMJ., Purification of singleshell nanotube, Adv Mater; 10(8), pp 611–613 (1998) [71] Rinzler AG, Liu J, Dai H, Nikolaev P, Huffman CB, Rodrıguez-Macıas F, et al., Large-scale purification of single-wall carbon nanotubes: process, product, and characterization, Appl Phys A; 67(1), pp 29–37 (1998) [72] Hu H, Zhao B, Itkis ME, Haddon RC., Nitric acid purification ofsingle-walled carbon nanotube, J Phys Chem B; 107(50), pp 13838–13842 (2003) 104 Nguyen Thi Minh Nguyet [73] Zhao XL, Ohkohchi M, Inoue S, Suzuki T, Kadoya T, Ando Y., Large-scale purification of single-wall carbon nanotubes prepared by electric arc discharge, Diam Relat Mater; 15(4–8), pp 1098–1102 (2006) [74] Suzuki T, Suhama K, Zhao XL, Inoue S, Nishikawa N, Ando Y., Purification of single-wall carbon nanotubes produced by arc plasma jet method, Diam Relat Mater; 16(4–7), pp 1116–1120 (2007) [75] Wang YH, Shan HW, Hauge RH, Pasquali M, Smalley RE., A highly selective, one-pot purification method for single-walled carbon nanotubes, J Phys Chem B;111(6), pp 1249–1252 (2007) [76] Liu J, Rinzler AG, Dai HG, Hafner JH, Bradley RK, Boul PJ,et al., Fullerene pipes, Science;280(5367), pp 1253–1256 (1998) [77] Wiltshire JG, Khlobystov AN, Li LJ, Lyapin SG, Briggs GAD, Nicholas RJ., Comparative studies on acid and thermal based selective purification of HiPCO produced single-walled carbon nanotubes, Chem Phys Lett; 386(4–6), pp 239–243 (2004) [78] Li Y, Zhang XB, Luo JH, Huang WZ, Cheng JP, Luo ZQ, et al., Purification of CVD synthesized single-wall carbon nanotubes by different acid oxidation treatments, Nanotechnology; 15(11), pp 1645–1649 (2004) [79] Zhang J, Zou HL, Qing Q, Yang YL, Li QW, Liu ZF, et al., Effect of chemical oxidation on the structure of single-walled carbon nanotubes, J Phys Chem B;107(16), pp 3712–3718 (2003) [80] Colomer JF, Piedigrosso P, Fonseca A, Nagy JB., Different purification methods of carbon nanotubes produced by catalytic synthesis, Synthetic Met; 103(1–3), pp 2482–2483 (1999) 105 Nguyen Thi Minh Nguyet [81] Hernadi K, Siska A, Thien-Nga L, Forro L, Kiricsi I., Reactivity of different kinds of carbon during oxidative purification of catalytically prepared carbon nanotubes, Solid State Ionics; 141, pp 203–209 (2001) [82] Lin et al., Method for fast dispersing carbon nanotube in aqueous solution, United States Patent Application Publication, US 20100227409A1.2010-09-09 (2010) [83] R Engel-Herbert, H Pforte, T Hesjedal, CVD synthesis and purification of single-walled carbon nanotubes using silica-supported metal catalyst, Materials Letters 61, pp.2589 (2007) [84] Michael Q Tran, Charnwit Tridech , Alexander Alfrey , Alexander Bismarck, Milo S.P Shaffer, Thermal oxidative cutting of multi-walled carbon nanotubes, Carbon 45, pp 2341–2350 (2007) [85] A.Bougrine, A.Naji, J.Ghanbaja, D.Billaud, Purification and structure characterization of single-walled carbon nanotubes, Synthetic Metals 103, pp 2480-2481 (1999) [86] I W Chiang, B E Brinson, R E Smalley, J L Margrave, R H Hauge, Purification and Characterization of Single-Wall Carbon Nanotubes, J Phys Chem B (2001), pp 1157-1161 [87] Shigenori Utsumi, Mamiko Kanamaru, Hiroaki Honda, Hirofumi Kanoh, Hideki Tanaka,Takahiro Ohkubo, Hideki Sakai, Masahiko Abe, Katsumi Kaneko, RBM band shift-evidenced dispersion mechanism of single-wall carbon nanotube bundles with NaDDBS, Journal of Colloid and Interface Science 308 (2007), pp 276–284 [88] T.Saitoa, K.Matsushige, K.Tanaka, Chemical treatment and modification of multi-walled carbon Nanotube, Physica B 323, pp 280–283 (2002) 106 Nguyen Thi Minh Nguyet [89] Dan H Marsh, Graham A Rance, Mujtaba H Zaka, Richard J Whitby and Andrei N Khlobystov, Comparison of the stability of multiwalled carbon nanotube dispersions in water, Physical Chemistry Chemical Physics, Vol.9, pp 5490-5496, (2007) [90] Michael D Clark, Sachin Subramanian, Ramanan Krishnamoorti, Understanding surfactant aided aqueous dispersion of multi-walled carbon nanotubes, Journal of Colloid and Interface Science, Vol.354, pp 144-151 (2010) [91] D.W Lynch, W.R Hunter, in: E.D Palik (Ed.), Handbook of Optical Constants of Solids, vol II, Academic Press, New York, pp.409 (1991) [92] M.D Clark, R Krishnamoorti, Dispersion of Functionalized Multiwalled Carbon Nanotubes, J Phys Chem C, Vol 113, pp 20861-20868 (2009) [93] M.F Islam, E Rojas, D.M Bergey, A.T Johnson, A.G Yodh, High weightfraction surfactant solubilization of single-wall carbon nanotubes in water, Nano Letters 3, pp 269 (2003) [94] J.F Liu, W.A Ducker, Surface-Induced Phase Behavior of Alkyltrimethylammonium Bromide Surfactants Adsorbed to Mica, Silica, and Graphite, Langmuir 16, pp 3467 (2000) [95] Cyr, D M., B Venkataraman, and G W Flynn, STM investigations of organic molecules physisorbed at the liquid-solid interface, Chem Mater., 8(8), pp 1600– 1615 (1996) [96] D.H Napper, Polymeric Stabilization of Colloidal Dispersion, Academic Press, London, 1983 [97] Yingchen Baia, Daohui Lin, Fengchang Wu, Zhenyu Wang d, Baoshan Xing, Adsorption of Triton X-series surfactants and its role in stabilizing multi-walled carbon nanotube suspensions, Chemosphere 79, pp 362–367 (2010) 107 Nguyen Thi Minh Nguyet [98] Olga Matarredona et al., Dispersion of Single-Walled Carbon Nanotubes in Aqueous Solutions of the Anionic Surfactant NaDDBS, J Phys Chem B, 107 (48), pp 13357–13367 (2003) 108 Nguyen Thi Minh Nguyet APPENDIX Table A.1 The outer diameter of Mraw, M460 and M-P Sample Outer diameter (nm) Average Mraw 17.355 17.354 16.857 14.949 17.593 15.897 15.583 19.515 16.9 M460 15.386 15.288 14.584 11.931 18.060 17.817 15.599 17.623 15.8 M-P 16.496 14.822 14.777 14.331 15.414 14.691 16.61 18.315 15.7 Table A.2 % extractability calculated for various concentrations of M-P dispersed in 1% SDS solution C (mg/ml) Absorbance C1 (mg/ml) % extractability 0.2 0.100 0.11 55.0 0.3 0.182 0.20 66.7 0.5 0.318 0.35 70.0 1.0 0.683 0.75 75.0 1.5 1.165 1.28 85.3 2.0 1.457 1.60 80.0 2.5 1.752 1.92 76.8 109 Nguyen Thi Minh Nguyet Table A.3 % extractability calculated for various concentrations of M-P dispersed in 1% Triton X-100 solution C (mg/ml) Absorbance C1 (mg/ml) % extractability 0.2 0.117 0.135 67.5 0.3 0.173 0.200 66.7 0.5 0.324 0.375 75.0 1.0 0.604 0.700 70.0 1.5 1.086 1.260 84.0 2.0 1.597 1.850 92.5 2.5 1.752 2.030 81.2 Table A.4 % extractability calculated for concentration of 1.6 mg/ml M-P dispersed in various concentrations of SDS solution Concentration of SDS (%) Absorbance 0.5 C (mg/ml) C1 (mg/ml) %extractability 0.713 0.783 49.0 0.6 0.789 0.867 54.2 0.7 0.846 0.929 58.1 0.8 0.994 1.092 68.2 0.9 1.084 1.191 74.4 1.165 1.28 80.0 1.1 1.22 1.34 83.7 1.2 1.259 1.383 86.4 1.3 1.167 1.282 80.1 1.4 1.118 1.228 76.7 1.5 1.069 1.174 73.4 1.6 110 Nguyen Thi Minh Nguyet Table A.5 % extractability calculated for concentration of mg/ml M-P dispersed in various concentrations of Triton X-100 solution Concentration of Triton X (%) Absorbance 0.5 C (mg/ml) C1(mg/ml) %extractability 0.944 1.093 54.7 0.6 1.052 1.218 60.9 0.7 1.19 1.378 68.9 0.8 1.511 1.75 87.5 0.9 1.463 1.694 84.7 1.595 1.847 92.4 1.1 1.554 1.8 90 1.2 1.503 1.741 87 1.3 1.34 1.552 77.6 1.4 1.261 1.461 73 1.5 1.259 1.458 72.9 111 Nguyen Thi Minh Nguyet Figure A.1 TGA curve of SDS surfactant 100 a M-P b M-Pf TG (%) 80 60 40 20 a b 200 400 600 800 1000 o Temperature ( C) Figure A.2 TGA curve of M-P and M-Pf after removing SDS 112 Nguyen Thi Minh Nguyet Figure A.3 FTIR spectra of a Mraw , b M-Pf and c M-P with Triton X-100 Figure A.4 FTIR spectra of a Mraw, b M-Pf and c M-P with SDS 113 Nguyen Thi Minh Nguyet 114 ... phân tán hai chất hoạt động bề mặt: SDS and Triton X – 100 Xác định tỉ lệ tối ưu ống nano cacbon đa thành/ chất hoạt động bề mặt • Nghiên cứu ảnh hưởng pH đến khả phân tán ống nano cacbon đa thành. .. cao phân tử tổ hợp Tên đề tài: NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH VÀ PHÂN TÁN ỐNG NANO CARBON ĐA THÀNH (MWNTs) TRONG NƯỚC BẰNG CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : • Thực đánh giá hiệu quy trình. .. trình làm ống nano cacbon đa thành • Đánh giá vai trị q trình làm đến khả phân tán ống nano cacbon đa thành • Đưa phương pháp thực nghiệm phân tán ống nano cacbon đa thành nước sử dụng hai loại chất