I metodi di purificazione dei nanotubi di carbonio sono essenziali per migliorare la qualità e la funzionalità dei nanotubi di carbonio (CNT) prodotti con varie tecniche di sintesi.
Il processo di purificazione si concentra sulla rimozione di impurità quali carbonio amorfo, particelle di catalizzatori metallici e altre strutture di carbonio non tubolari.
Ecco i principali metodi utilizzati per la purificazione dei CNT:
1. Ossidazione chimica
L'ossidazione chimica prevede l'uso di forti agenti ossidanti come l'acido nitrico o l'acido solforico per ossidare e rimuovere selettivamente le impurità.
Il processo prevede in genere il riscaldamento dei CNT in una soluzione acida concentrata.
Questo metodo ossida e rimuove preferenzialmente il carbonio amorfo e le particelle di catalizzatore, lasciando i CNT relativamente intatti.
2. Ultrasuoni
L'ultrasonicazione è spesso utilizzata insieme all'ossidazione chimica.
Le onde sonore ad alta frequenza generate durante l'ultrasonicazione aiutano a rompere gli agglomerati e a disperdere i CNT nella soluzione.
Ciò aumenta l'efficienza del processo di ossidazione chimica.
3. Filtrazione e centrifugazione
La filtrazione e la centrifugazione sono metodi di separazione fisica utilizzati per isolare i CNT dalla miscela di reazione dopo la sintesi.
La filtrazione prevede il passaggio della miscela attraverso un filtro che intrappola i CNT più grandi e lascia passare le impurità più piccole.
La centrifugazione utilizza la forza centrifuga per separare i componenti della miscela in base alle loro dimensioni e densità.
4. Cromatografia
La cromatografia tecniche come la cromatografia a permeazione di gel possono essere utilizzate per separare le CNT in base alla loro dimensione e forma.
Questo metodo è particolarmente utile per separare diversi tipi di CNT (a parete singola o multipla) e per rimuovere le impurità più piccole.
5. Ricottura termica
Ricottura termica consiste nel riscaldare i CNT in un'atmosfera inerte (come argon o azoto) ad alte temperature.
Il processo aiuta a rimuovere i solventi residui e le impurità organiche vaporizzandoli, lasciando i CNT strutturalmente intatti.
Ciascuno di questi metodi presenta vantaggi e limiti.
Spesso, per ottenere il livello di purificazione desiderato, si utilizza una combinazione di queste tecniche.
La scelta del metodo di purificazione dipende dall'applicazione specifica dei CNT, dal tipo di impurità presenti e dal livello di purezza desiderato.
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