WO2007025861A2 - Modifizierte kohlenstoff-nanopartikel, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung - Google Patents

Modifizierte kohlenstoff-nanopartikel, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung Download PDF

Info

Publication number
WO2007025861A2
WO2007025861A2 PCT/EP2006/065368 EP2006065368W WO2007025861A2 WO 2007025861 A2 WO2007025861 A2 WO 2007025861A2 EP 2006065368 W EP2006065368 W EP 2006065368W WO 2007025861 A2 WO2007025861 A2 WO 2007025861A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
chloride
nanoparticles
carbon nanoparticles
carbon
modified
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/065368
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2007025861A3 (de
Inventor
Teodor Silviu Balaban
Mihaela Carmen Balaban
Frank Hennrich
Regina Fischer
Sharali Malik
Manfred Kappes
Original Assignee
Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh filed Critical Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh
Priority to JP2008528457A priority Critical patent/JP2009506970A/ja
Priority to EP06792848A priority patent/EP1937590A2/de
Priority to US11/991,245 priority patent/US7816564B2/en
Priority to CA2620392A priority patent/CA2620392C/en
Publication of WO2007025861A2 publication Critical patent/WO2007025861A2/de
Publication of WO2007025861A3 publication Critical patent/WO2007025861A3/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • C01B32/168—After-treatment
    • C01B32/174—Derivatisation; Solubilisation; Dispersion in solvents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
    • C01B2202/20—Nanotubes characterized by their properties
    • C01B2202/28—Solid content in solvents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
    • C01B2202/20—Nanotubes characterized by their properties
    • C01B2202/30—Purity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2918—Rod, strand, filament or fiber including free carbon or carbide or therewith [not as steel]

Definitions

  • the present invention relates to modified carbon nanoparticles.
  • Carbon nanoparticles are well known.
  • One form in which carbon nanoparticles can be present are carbon nanotubes.
  • a problem that they have carbon nanoparticles or tubes is their insolubility. Further, in the manufacture of the carbon nanoparticles, byproducts (amorphous carbon, nm-sized metal particles) are formed which, when one wishes to use the nanoparticles, e.g. in nanoelectronics, must remove.
  • Carbon nanotubes have very small cylindrical structures with a diameter of a few nanometers and an aspect ratio of 10 to 1000. Carbon nanotubes have a honeycomb-like hexagonal structure in which each carbon atom is connected to three adjacent carbon atoms. Carbon nanotubes can act as conductors or semiconductors, depending on their exact structure.
  • Carbon nanotubes may e.g. are present as “single-wall carbon nanotubes (SWNT)” and are then commonly referred to as “buckytubes”. In the following, these carbon nanotubes are also referred to as SWNT for the sake of simplicity. These SWNTs are the subject of intensive research due to their unique properties. Among the features of SWNT include
  • SWNTs are similar to fullerenes consisting essentially of sp 2 -hybridized carbon atoms, typically arranged in pentagons or hexagons (see, for example, BI Yakobsen and RE
  • As prepared SWNT so those that have not been processed after production Because of the large surface Pi systems, they tend to aggregate and are therefore insoluble, difficult to purify from the catalyst nanoparticles, and generally inaccessible to chemical reactions requiring a homogeneous phase. For example, the catalyst nanoparticles still present in the "as prepared SWNT” prevent their use in nanocircuits. "As prepared” SWNT can still form unshaped nanoparticles in their amount in an amount of up to 50% by weight impurities ( depending on the catalyst). It would therefore be desirable to chemically derivatize carbon allotropes, especially carbon nanoparticles, especially carbon nanoparticles containing or consisting of carbon nanotubes, so that they are soluble in a common organic solvent.
  • MWNTs multi-wall carbon nanotubes
  • SWNT in contrast to MWNT, have fewer defects and are thus stronger, more resistant and have higher conductivity.
  • Whether a particular carbon nanotube is metallically conductive, semiconducting or non-conductive is determined, among other things, by its chirality. Likewise, the division according to the diameter is possible, wherein SWNT have diameters of 0.7 to 3nm and MWNT have a diameter of 2 to 20nm.
  • EP 1 061 042 A1 discloses a process for purifying carbon nanotubes in which "raw", unmodified nanotubes are treated by pyrolysis with an acidic gas.
  • Carbon nanotubes with polar polymers known.
  • Chem 2004, 14, 2052-2056 a process for the reaction catalyzed by polyphosphoric acid aroylation of carbon nanoparticles at 130 0 C for 80 hours known.
  • polyphosphoric acid as a catalyst and the extremely long reaction time make this process economically unattractive.
  • aromatic carboxylic acid derivatives does not increase the solubility of the carbon nanoparticles in organic Solvents.
  • the object of the present invention is to provide readily manageable carbon nanoparticles, in particular carbon nanoparticles containing or consisting of carbon nanoparticles, and a process for their preparation and / or purification.
  • a further object of the present invention is to find a way to increase the solubility of carbon nanoparticles, in particular carbon nanoparticles containing or consisting of carbon nanotubes, in solvents, in particular in organic solvents, or at least their dispersibility (ie, the ability to be dispersed in a continuous phase as a discontinuous phase).
  • room temperature means a temperature of 20 ° C.
  • the reactions or process steps given are carried out at normal pressure (atmospheric pressure).
  • the term "(meth) acrylic” encompasses both acrylic and methacrylic.
  • the term "composites” means physical and / or chemical mixtures or compounds of polymers, copolymers or mixtures of polymers or Copolymers having at least 10% by weight of one or more inorganic substances, wherein the inorganic substance (s) comprise the acylated carbon nanoparticles of the present invention.
  • Other inorganic substances that may be present in addition to the acylated carbon nanoparticles are pigments, fillers and / or glass fibers of various lengths and diameters.
  • solubility is understood to mean the amount of a substance which can barely be dissolved in a certain amount of a certain solvent at a certain temperature.
  • solubility in this case is in g / l, for specified solvent and for a temperature of 20 0 C.
  • aromatics are treated with carbonyl chlorides by means of a (in
  • This reaction is carried out with ordinary aromatic compounds under mild conditions, i. H. at temperatures around room temperature.
  • SWNTs react because of their general reaction inertness, due to the extended Pi system, which leads to aggregation and thus to poor solubility in the reaction mixtures, under the conditions of Friedel-Crafts acylation also with the aid of various catalysts and with variation of the solvent normally Not.
  • the acylation of SWNT can still be carried out by a reaction which is similar to the Friedel-Crafts acylation.
  • the acylation is carried out at temperatures between 130 and 250 0 C, preferably between 160 and 200 0 C, more preferably between 175 and 185 ° C and for a period of between 1 and 6 hours, preferably between 2 and 4 hours.
  • Suitable solvents are carbon disulfide or nitro compounds such as nitromethane, nitrobenzene or nitrotoluene and / or mixtures thereof.
  • ionic liquids have an advantage of low vapor pressure and can be easily removed after the reaction.
  • ionic liquids are understood in particular to be salt melts, for example of imidazolium salt, pyridinium salt or the like.
  • a melt of the applied Lewis catalyst e.g. Aluminum chloride
  • a eutectic-forming salt e.g. Sodium chloride, potassium chloride, lithium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, preferably anhydrous, more preferably NaCl.
  • Suitable acylating reagents are both carboxylic acid halides, of which in particular carboxylic acid chlorides, and also carboxylic acid anhydrides. Also conceivable is the use of ketenes.
  • carboxylic acid chlorides are monocarboxylic acid chlorides, such as acetyl chloride, propionyl chloride, butyryl chloride, isobutyryl chloride, valeryl chloride, hexanoyl chloride, heptanoyl chloride, octanoyl chloride decanoyl chloride, palmitinoyl chloride, lauroyl chloride, myrystyl chloride, etc.
  • acid chlorides of perfluorocarboxylic acids or dicarboxylic acid mono- or dichlorides such as oxalylmono- or dichloride, succinic acid mono- or dichloride, fumaric acid mono- or dichloride, maleic acid mono- or dichloride, adipic acid mono- or dichloride, 1, 10-decanoylic acid mono- or dichloride, 1, 12-dodecanoylic acid mono- or dichloride phthaloylmono- or dichloride, isophthaloylmono- or dichloride, terephthaloylmono- or dichloride, etc ., Where the dichlorides are preferred over the monochlorides.
  • carboxylic acid chlorides in particular hemimellitic mono- or trichloride, trimellitic mono-, di- or trichloride, trimesic acid mono- or trichloride, pyromellitic mono-, di-, tri- or tetrachloride
  • Naphthalenetetracarboxylic acid mono-, di-, tri- or tetrachloride Naphthalenetetracarboxylic acid mono-, di-, tri- or tetrachloride.
  • carboxylic acid anhydrides are acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, isobutyric anhydride, maleic anhydride,
  • Carboxylic acid chlorides are preferably used and of these in turn preferably carboxylic acid chlorides of the general formula RCOCl, where R is C3H7 to C15H31. Examples of these are palmitinoyl chloride, lauroyl chloride, butyryl chloride, Hexanoyl chloride, heptanoyl chloride, octanoyl chloride, perfluorobutyryl chloride, 1, 12-
  • the catalyst is used in stoichiometric or superstoichiometric amounts.
  • the catalyst is preferably used in small amounts in excess of stoichiometry. If acid anhydrides are used as the acylating reagent, it must be taken into account that the amounts of catalyst are increased to at least two equivalents.
  • Catalysts which can be used in the context of the present invention are both Lewis acids and protic acids.
  • Lewis acids examples include AICb, BF 3 , SnCl 4 , ZnCb, FeCb, SO 3, TiCl 4 ,
  • Examples of usable protic acids are H 3 PO 4 , H 2 SO 4 , HCIO 4 , in particular H 3 PO 4 .
  • Aluminum chloride in particular anhydrous, is particularly preferred
  • Aluminum chloride used as a catalyst.
  • SWNT and MWNT raw materials produced by the three processes a) laser ablation, b) high-pressure CO (HiPCO) and c) chemical vapor deposition (CVD) can be used as carbon nanoparticles to be modified.
  • HiPCO high-pressure CO
  • CVD chemical vapor deposition
  • the use of polyphosphoric acid in the acylation reaction is excluded.
  • the use of aromatic acylating reagents is excluded.
  • Nanoparticles SWNT or "as prepared" SWNT A preferred variant is when the carbon nanoparticles to be modified do not contain MWNT.
  • alpha, omega-diacyl chlorides whereby crosslinking of the carbon nanoparticles can be achieved.
  • perfluorinated acyl radicals it is possible in the context of the present invention to use alpha, omega-diacyl chlorides, whereby crosslinking of the carbon nanoparticles can be achieved.
  • the acylated carbon nanoparticles in particular carbon nanoparticles containing or consisting of carbon nanoparticles, have a much improved solubility in organic solvents compared to unmodified carbon nanoparticles.
  • This improved solubility can be several orders of magnitude. It is possible to dissolve, depending on the length of the acyl chains and the type of the organic solvent, to amounts of 2 to 5 g / l of the modified nanoparticles according to the invention.
  • the acylated nanoparticles of the present invention can therefore also be used as part of a process for the purification of nanoparticles.
  • the unpurified nanoparticles are first acylated according to the process described. Thereafter, the acylated nanoparticles are separated from the contaminants by extraction with a solvent or dispersant. Finally, the acyl groups are then split off from the nanoparticles and high-purity nanoparticles, in particular carbon nanoparticles containing or consisting of carbon nanoparticles, are obtained.
  • the purification can be carried out by conventional purification methods, such as density gradient centrifugation, size exclusion chromatography, etc., in particular density gradient centrifugation.
  • the carbon nanoparticles in particular carbon nanoparticles containing or consisting of carbon nanotubes, can be separated by size, length, diameter and / or chirality, in particular by chirality.
  • Defunctionalization optionally by thermal or chemical processes, eg selective oxidative removal of the acyl chains or stepwise thermal decarboxylation, of the acylated carbon nanoparticles can then be obtained the original carbon nanoparticles, in particular carbon nanotubes containing or consisting of these carbon nanoparticles but now have a very high purity.
  • modified carbon nanoparticles in particular carbon nanotubes containing or consisting of carbon nanoparticles, no longer tend to aggregate.
  • the modified carbon nanoparticles are very soluble even in room temperature in various organic solvents such as tetrahydrofuran (THF), acetone, chloroform, dichloromethane, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide (DMF ) etc. and result in strongly colored, usually red-brown solutions, which are stable over several months even in daylight and sediment no insoluble particles.
  • organic solvents such as tetrahydrofuran (THF), acetone, chloroform, dichloromethane, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide (DMF ) etc.
  • the modified carbon nanoparticles in particular carbon nanotube-containing or carbon nanoparticles, are obtained by using nitrobenzene as the solvent and aluminum chloride as the catalyst, and the acylation at 175 to 185 ° C for two to four hours is carried out.
  • the new method is suitable for the preparation of modified carbon nanoparticles, in particular carbon nanotubes containing or consisting of carbon nanoparticles, both on a laboratory scale and on a ton scale.
  • the new process allows a fast, low cost chemical Derivatization of the carbon nanoparticles, in particular carbon nanotubes containing or consisting of carbon nanoparticles, with high yields.
  • the carbon nanoparticles in particular carbon nanoparticles containing or consisting of carbon nanotubes, can be derivatized with diverse organic molecules.
  • acylated nanoparticles of the present invention can be used for a variety of purposes.
  • the acylated nanoparticles of the present invention can be used in composites of polymers or polymer mixtures in which they improve the mechanical properties, such as strength and resistance of the composites and / or the polymers or polymer mixtures, and impart electrical and thermal conductivity to them These can increase.
  • Polycarbonates e.g. Polycarbonates, (meth) acrylates, polyoxides, polyethers, polyesters, polysulfides, polysulfones, polyamides, polyurethanes, polyimides, polyvinyl acetates, polyvinyl alcohols, polyvinyl chlorides, polyvinylpyridines, polyvinylpyrrolidones, polyolefins, polyethylenes, polypropylenes, polyisobutylenes, polybutenes, polystyrenes and also any desired copolymers or copolymers the aforementioned.
  • Polycarbonates e.g. Polycarbonates, (meth) acrylates, polyoxides, polyethers, polyesters, polysulfides, polysulfones, polyamides, polyurethanes, polyimides, polyvinyl acetates, polyvinyl alcohols, polyvinyl chlorides, polyvinylpyridines, polyvinylpyrrol
  • the composites thus obtained may contain conventional additives such as fillers and pigments, in particular conductive pigments, and mixtures thereof.
  • suitable effect pigments are metal flake pigments, such as commercially available aluminum bronzes and commercially available high-grade steel bronzes, and nonmetallic effect pigments, for example pearlescent or interference pigments, platelet-shaped effect pigments based on iron oxide or liquid-crystalline effect pigments.
  • fluorescent pigments daylight pigments
  • bis (azomethine) pigments bis (azomethine) pigments.
  • suitable electrically conductive pigments are iron phosphide pigments.
  • magnetically shielding pigments are pigments based on iron oxides or chromium dioxide.
  • suitable inorganic color pigments are white pigments such as titanium dioxide, zinc white, zinc sulfide or lithopone; Black pigments such as carbon black, iron manganese black or spinel black; Color pigments such as chromium oxide, chromium oxide hydrate green, cobalt green or ultramarine green, cobalt blue, ultramarine blue or manganese blue, ultramarine violet or cobalt and manganese violet, iron oxide red, cadmium sulfoselenide, molybdenum red or ultramarine red; Iron oxide brown, mixed brown, spinel and corundum phases or chrome orange; or iron oxide yellow, nickel titanium yellow, chromium titanium yellow, cadmium sulfide, cadmium zinc sulfide, chrome yellow or bismuth vanadate.
  • organic coloring pigments examples include monoazo pigments, bisazo pigments, anthraquinone pigments, benzimidazole pigments, quinacridone pigments, quinophthalone pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, dioxazine pigments,
  • Indanthrone pigments isoindoline pigments, isoindolinone pigments, azomethine pigments, thioindigo pigments, metal complex pigments, perinone pigments, perylene pigments, phthalocyanine pigments or aniline black.
  • Suitable anti-corrosive pigments are iron mica or
  • suitable metal powders are powders of metals and metal alloys, such as aluminum, zinc, copper, bronze or brass.
  • suitable organic and inorganic fillers are chalk, calcium sulfates, barium sulfate, silicates such as talc, mica or kaolin, silicas, oxides such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide or organic fillers such as plastic powder, in particular of polyamide or polyacrylonitrile.
  • suitable transparent fillers are those based on silicon dioxide, aluminum oxide or zirconium oxide.
  • the composites may also contain glass fibers.
  • the modified nanoparticles can be used in field emission displays (FEDs), vacuum fluorescent displays (VFDs) or white light sources. Furthermore, the modified nanoparticles can be used in tips for force field microscopy, for nano circuits, for bulletproof fabrics.
  • FEDs field emission displays
  • VFDs vacuum fluorescent displays
  • white light sources white light sources.
  • the modified nanoparticles can be used in tips for force field microscopy, for nano circuits, for bulletproof fabrics.
  • Example 1 was repeated, with the difference that the acid chlorides indicated in Table 1 were used. The yields obtained are also given in Table 1.
  • the hydrogen chloride was detected by reaction with gaseous ammonia by formation of white ammonium chloride fumes. After the end of the addition, stirring was continued at 170 ° C. for 3 hours and then the reaction mixture was allowed to stand overnight under nitrogen without heating. For workup, after cooling, the solid reaction mixture was brought to ice treated with 1 ml of concentrated aqueous HCl solution (about 30 g) with a spatula to decompose. After the ice had melted, the modified nanotubes were filtered off on a Buchner filter with suction bottle and on the filter washed several times with saturated sodium bicarbonate solution and then with distilled water. After drying in vacuo, a sticky, brown to black colored mass remained.
  • Example 9 was repeated except that a mixture of lauroyl chloride (2.29 g, 2.5 mL) and 1, 12-didodecanoic acid chloride (0.93 g, 0.858 mL) was added dropwise. The workup was carried out as in Example 9.
  • High purity nanotubes can be obtained by density gradient centrifugation.
  • the crude products obtained as described in Examples 1-10 are applied to an aqueous sucrose (Merck) gradient suspended in tetrahydrofuran.
  • the sucrose gradient is typically generated with a Gradient Maker (Model # GM-40) from C. B. S. Scientific Co., California. Particularly preferably, mixtures of 10% and 40% (by weight) of aqueous sucrose are filled into the first and second containers of the gradient maker.
  • a Gradient Maker Model # GM-40
  • mixtures of 10% and 40% (by weight) of aqueous sucrose are filled into the first and second containers of the gradient maker.
  • sucrose gradient is filled directly into a centrifuge container by means of a peristaltic pump.
  • the centrifugation can be carried out either at room temperature at 16,000 rpm for 30 minutes, or more preferably at 4 ° C., overnight (12 hours) in an ultracentrifuge (Beckmann) at 50,000 rpm. Pure black nanotubes will sediment deeper than the colored impurities.
  • acylated nanotubes are available in various organic solvents, such as
  • Dimethylformamide readily soluble or dispersible.
  • the lauroyl-coated nanotubes dissolve, e.g. to 3.8 g / L in tetrahydrofuran, to 4.25 g / L in toluene or to 2.95 g / L in chloroform.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft neue Kohlenstoff-Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltende oder aus diesen bestehende Kohlenstoff-Nanopartikel, die mittels Acylgruppen modifiziert sind, ein neues Verfahren, mit dem diese modifizierten Kohlenstoff-Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltende oder aus diesen bestehende Kohlenstoff-Nanopartikel, erhältlich sind und die Verwendung der modifizierten Kohlenstoff-Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltende oder aus diesen bestehende Kohlenstoff-Nanopartikel.

Description

Modifizierte Kohlenstoff-Nanopartikel, Verfahren zu deren Herstellung und deren
Verwendung
Diese Anmeldung nimmt die Priorität der DE 10 2005 041 378.1-44 in Anspruch.
Die vorliegende Erfindung betrifft modifizierte Kohlenstoff-Nanopartikel.
Hintergrund der Erfindung:
Kohlenstoff-Nanopartikel sind allgemein bekannt. Eine Form in der Kohlenstoff- Nanopartikel vorliegen können sind Kohlenstoff-Nanoröhren.
Eine Problem, daß diese Kohlenstoff-Nanopartikel bzw- -röhren aufweisen, ist deren Unlöslichkeit. Ferner entstehen bei der Herstellung der Kohlenstoff-Nanopartikel bzw. - röhren Nebenprodukte (amorpher Kohlenstoff, nm-große Metallpartikel), die man, wenn man die Nanopartikel bzw. -röhren verwenden will, z.B. in der Nanoelektronik, entfernen muß.
Kohlenstoff-Nanoröhren haben sehr kleine zylindrische Strukturen mit einem Durchmesser von ein paar Nanometem und ein Längenverhältnis von 10 bis 1000. Kohlenstoff-Nanoröhren weisen eine Honigwaben-ähnliche Hexagonale Struktur auf, worin jedes Kohlenstoffatom mit drei benachbarten Kohlenstoffatomen verbunden ist. Kohlenstoff-Nanoröhren können, in Abhängigkeit von ihrer genauen Struktur, als Leiter oder als Halbleiter wirken.
Kohlenstoff-Nanoröhren können z.B. als „Single-wall carbon nanotubes (SWNT)" vorliegen und werden dann allgemein als „buckytubes" bezeichnet. Im folgenden werden diese Kohlenstoff-Nanoröhrchen der Einfachheit halber auch als SWNT bezeichnet. Diese SWNT sind aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften Gegenstand intensiver Forschungsarbeiten. Zu den Eigenschaften der SWNT zählen dabei
Stärke/Widerstandsfähigkeit, Steifheit, sehr hoher Young-Modulus, sowie thermische und elektrische Konduktivität. SWNT sind den Fullerenen ähnlich, die im wesentlichen aus sp2-hybridisierten Kohlenstoffatomen bestehen, die typischerweise in Pentagonen oder Hexagonen angeordnet sind, (siehe beispielsweise B. I. Yakobsen und R.E.
Smalley, American Scientist, Vol. 85, July-August, 1997, 324-337). Diese können durch kontrolliertes katalysiertes Wachstum initiiert durch Metall-Nanopartikel in größeren Mengen und in reproduzierbarer Qualität darstellbar.
„As prepared" SWNT, also solche die nach der Herstellung noch nicht aufgearbeitet sind, neigen aufgrund der großen oberflächigen Pi-Systeme dazu zu aggregieren, und sind daher unlöslich, schwer von den Katalysator-Nanopartikeln zu reinigen und in der Regel chemischen Reaktionen, die eine homogene Phase erfordern, nicht zugänglich. Die in den „as prepared SWNT" noch vorhandenen Katalysator-Nanopartikel verhindern zum Beispiel den Einsatz in Nanoschaltkreisen. „As prepared" SWNT können noch ungeformte, d. h. in ihrer Gestalt nicht genau definierte Nanopartikel in einer Menge von bis zu50 Gew.-% Verunreinigungen (je nach Katalysator) enthalten. Es wäre demzufolge wünschenswert, Kohlenstoffallotrope, besonders Kohlenstoff- Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltende oder aus diesen bestehende Kohlenstoff-Nanopartikel, chemisch zu derivatisieren, so daß diese in einem gebräuchlichen organischen Lösungsmittel löslich sind.
Dadurch würde es möglich, die „as prepared" SWNT von Katalysatorresten zu reinigen. Kohlenstoff-Nanoröhren können weiterhin auch in Form von „Multi-wall carbon nanotubes (MWNT)" vorliegen. MWNT sind konzentrisch ineinander geschachtelte SWNT und weisen Eigenschaften auf, die denen der SWNT ähnlich, aber unterlegen sind. SWNT weisen im Gegensatz zu MWNT weniger Defekte auf und sind demgemäß stärker, widerstandsfähiger und haben eine höhere Leitfähigkeit. Ob eine bestimmte Kohlenstoff-Nanoröhre metallisch leitend, halbleitend oder nichtleitend ist, wird unter anderem durch ihre Chiralität bestimmt. Ebenso ist die Unterteilung gemäß des Durchmessers möglich, wobei SWNT Durchmesser von 0,7 bis 3nm aufweisen und MWNT einen Durchmesser von 2 bis 20nm aufweisen.
Stand der Technik: Aus der EP 1 061 042 A1 ist ein Verfahren zur Reinigung von Kohlenstoff-Nanoröhren bekannt, bei dem „rohe", nicht-modifizierte Nanoröhren mittels Pyrolyse mit einem acidischen Gas behandelt werden.
Aus der WO 03/078317 A1 sind Komposite auf Basis von nicht-modifizierten
Kohlenstoff-Nanoröhren mit polaren Polymeren bekannt. In dem Artikel „Covalent modification of vapour-grown carbon nanofibers via direct
Friedel-Crafts acylation in polyphosphoric acid" von Jong-Boem Baek et al. in J. Mater.
Chem, 2004, 14, 2052-2056 wird ein Verfahren zur durch Polyphosphorsäure katalysierten Aroylierung von Kohlenstoff-Nanopartikeln bei 1300C für 80 Stunden bekannt. Durch die Verwendung von Polyphosphorsäure als Katalysator und die extrem lange Reaktionsdauer ist dieses Verfahren jedoch wirtschaftlich nicht interessant. Zudem führt die Verwendung aromatischer Carbonsäurederivate nicht zu einer Erhöhung der Löslichkeit der Kohlenstoff-Nanopartikel in organischen Lösungsmitteln.
Aufgabe der Erfindung: Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, gut handhabbare Kohlenstoff-Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltende oder aus diesen bestehende Kohlenstoff-Nanopartikel, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung und/oder Reinigung zur Verfügung zu stellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Weg zu finden, die Löslichkeit von Kohlenstoff-Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltende oder aus diesen bestehende Kohlenstoff-Nanopartikel, in Lösungsmitteln, insbesondere in organischen Lösungsmittel, zu erhöhen, bzw. zumindest deren Dispergierbarkeit (d. h. die Fähigkeit in einer kontinuierlichen Phase als diskontinuierliche Phase fein verteilt vorzuliegen bzw. sich darin verteilen zu lassen) zu erhöhen.
Ebenfalls Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie Kohlenstoff-Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltende oder aus diesen bestehende Kohlenstoff-Nanopartikel, nach ihrer Herstellung in einfacher und effektiver Art und Weise gereinigt werden können.
Detaillierte Beschreibung:
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind alle Mengenangaben, sofern nicht anders angegeben, als Gewichtsangaben zu verstehen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „Zimmertemperatur" eine Temperatur von 200C.
Sofern nichts anderes angegeben wird, werden die angeführten Reaktionen bzw. Verfahrensschritte bei Normaldruck (Atmosphärendruck) durchgeführt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfaßt der Begriff „(Meth)Acryl" sowohl Acryl als auch Methacryl. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „Komposite" physikalische und/oder chemische Mischungen bzw. Verbindungen von Polymeren, Copolymeren oder Gemischen von Polymeren bzw. Copolymeren mit mindestens 10 Gew.-% an einem oder mehreren anorganischen Stoffen, wobei der oder die anorganische Stoffe die acylierten Kohlenstoff-Nanopartikel der vorliegenden Erfindung umfassen. Weitere anorganische Stoffe, die neben den acylierten Kohlenstoff-Nanopartikeln enthalten sein können, sind Pigmente, Füllstoffe und/oder Glasfasern verschiedenster Länge und Durchmesser. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter „Löslichkeit" die Menge eines Stoffes verstanden, die sich in einer bestimmten Menge eines bestimmten Lösungsmittels, bei einer bestimmten Temperatur gerade noch lösen läßt. In der vorliegenden Erfindung wird die Löslichkeit dabei in g/l, für ein bestimmtes Lösungsmittel und für eine Temperatur von 200C angegeben.
Demgemäß wurden neue Kohlenstoff-Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff- Nanoröhren enthaltende oder aus diesen bestehende Kohlenstoff-Nanopartikel, gefunden, die mittels Acylgruppen modifiziert sind. Ferner wurde ein neues Verfahren gefunden, mit dem diese modifizierten Kohlenstoff- Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltende oder aus diesen bestehende Kohlenstoff-Nanopartikel, erhältlich sind.
Acylierungen an aromatischen Systemen werden in der organischen Chemie meist durch die gut bekannte Friedel-Crafts-Acylierung vorgenommen.
Dabei werden Aromaten mit Carbonsäurechloriden mittels eines in (über-
)stöchiometrischen Mengen vorliegenden Katalysators, im Normalfall Aluminiumchlorid, umgesetzt.
Diese Reaktion wird mit gewöhnlichen aromatischen Verbindungen unter milden Bedingungen durchgeführt, d. h. bei Temperaturen um Raumtemperatur.
SWNT jedoch reagieren wegen ihrer allgemeinen Reaktionsträgheit, bedingt durch das ausgedehnte Pi-System, daß zur Aggregation führt und damit zu einer schlechten Löslichkeit in den Reaktionsmischungen, bei den Bedingungen der Friedel-Crafts- Acylierung auch unter Zuhilfenahme verschiedener Katalysatoren und unter Variation des Lösungsmittels normalerweise nicht.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde überraschend gefunden, daß die Acylierung von SWNT dennoch durch eine Reaktion vorgenommen werden kann, die an die Friedel-Crafts-Acylierung angelehnt ist. Dabei erfolgt die Acylierung bei Temperaturen zwischen 130 und 2500C, bevorzugt zwischen 160 und 2000C, besonders bevorzugt zwischen 175 und 185°C und während einer Dauer von zwischen 1 und 6 Stunden, bevorzugt zwischen 2 und 4 Stunden. Als Lösungsmittel eignen sich Schwefelkohlenstoff oder Nitroverbindungen wie Nitromethan, Nitrobenzol oder Nitrotoluol und/oder deren Mischungen. Bevorzugt werden Nitroverbindungen, insbesondere bevorzugt wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Lösungsmittel Nitrobenzol oder verschiedene ionische Flüssigkeiten. Die ionischen Flüssigkeiten haben als Vorteil einen geringen Dampfdruck und können nach der Reaktion leicht entfernt werden. Als ionische Flüssigkeiten werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere Salzschmelzen verstanden, z.B. von Imidazolium-Salz, Pyridinium-Salz o. ä..
Weiterhin wurde gefunden, daß die Friedel-Crafts-Acylierung von Kohlenstoff- Nanopartikeln, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltenden oder aus diesen bestehenden Kohlenstoff-Nanopartikeln, in Abwesenheit von Lösungsmitteln durchgeführt werden kann. Dazu wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Schmelze des angewendeten Lewis-Katalysators, z.B. Aluminiumchlorid, mit einem ein Eutektikum formenden Salz, z.B. Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Lithiumchlorid, Magnesiumchlorid, Calciumchlorid, bevorzugt wasserfrei, besonders bevorzugt NaCI, verwendet. Der große Vorteil in Abwesenheit von Lösungsmittel zu arbeiten ist die leichte Abtrennung der Reaktionsprodukte und ein erhöhter Reinheitsgrad der Reaktionsprodukte. Als Acylierungsreagenz kommen sowohl Carbonsäurehalogenide, hiervon insbesondere Carbonsäurechloride, als auch Carbonsäureanhydride in Frage. Denkbar ist auch der Einsatz von Ketenen.
Einsetzbare Carbonsäurechloride sind Monocarbonsäurechloride, wie Acetylchlorid, Propionsäurechlorid, Butyrylchlorid, Isobutyrylchlorid, Valerylchlorid, Hexanoylchlorid, Heptanoylchlorid, Octanoylchlorid Decanoylchlorid, Palmitinoylchlorid, Lauroylchlorid, Myrystylchlorid, etc. sowie Säurechloride von perfluorierten Carbonsäuren oder Dicarbonsäuremono- oder dichloride, wie Oxalylmono- oder dichlorid, Bemsteinsäuremono- oder dichlorid, Fumarsäuremono- oder dichlorid, Maleinsäuremono- oder dichlorid, Adipinsäuremono- oder dichlorid, 1 ,10- Decanoylsäuremono- oder dichlorid, 1 ,12-Dodecanoylsäuremono- oder dichlorid Phthaloylmono- oder dichlorid, Isophthaloylmono-oder dichlorid, Terephthaloylmono- oder dichlorid etc., wobei die Dichloride gegenüber den Monochloriden bevorzugt sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind auch höherwertige Carbonsäurechloride einsetzbar, insbesondere Hemimellithsäuremono- di- oder trichlorid, Trimellithsäuremono-, di- oder trichlorid, Trimesinsäuremono- di- oder trichlorid, Pyromellithsäuremono-, di-, tri- oder tetrachlorid oder
Naphthalintetracarbonsäuremono-, di-, tri- oder tetrachlorid.
Einsetzbare Carbonsäureanhydride sind Essigsäureanhydrid, Propionsäureanhydrid, Buttersäureanhydrid, Isobuttersäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid,
Bernsteinsäureanhydrid, Phthaloylanhydrid. Bevorzugt werden Carbonsäurechloride eingesetzt und hiervon wiederum bevorzugt Carbonsäurechloride der allgemeinen Formel RCOCI, wobei R für Reste C3H7 bis C15H31 steht. Beispiele hiefür sind Palmitinoylchlorid, Lauroylchlorid, Butyrylchlorid, Hexanoylchlorid, Heptanoylchlorid, Octanoylchlorid, Perfluorobutyrylchlorid, 1 ,12-
Didodecansäuredichlorid und/oder deren Gemische.
Insbesondere bevorzugt wird Palmitinsäurechlorid oder Lauroylchlorid als
Acylierungsreagenz. Der Katalysator wird in stöchiometrischen oder überstöchiometrischen Mengen eingesetzt. Bevorzugt wird der Katalysator in geringen überstöchiometrischen Mengen eingesetzt. Sofern Säureanhydride als Acylierungsreagenz verwendet werden, muß dabei beachtet werden, daß die Katalysatormengen auf mindestens zwei Äquivalente erhöht wird. Als Katalysatoren können im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl Lewis- Säuren als auch Protonensäuren eingesetzt werden.
Beispiele für einsetzbare Lewis-Säuren sind AICb, BF3, SnCI4, ZnCb, FeCb, SO3, TiCI4,
SbFs, insbesondere AICI3.
Beispiele für einsetzbare Protonensäuren sind H3PO4, H2SO4, HCIO4, insbesondere H3PO4.
Besonders bevorzugt wird Aluminumchlorid, insbesondere wasserfreies
Aluminiumchlorid, als Katalysator eingesetzt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können als zu modifizierende Kohlenstoff- Nanopartikel nach den drei Verfahren a) Laserablation, b) Hochdruck CO (HiPCO) und c) Chemische Gasphasen Abscheidung (CVD) hergestellte SWNT und MWNT Rohmaterialien eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Polyphosphorsäure bei der Acylierungsreaktion ausgeschlossen. In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung aromatischer Acylierungsreagenzien ausgeschlossen. In einer bevorzugten
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die zu modifizierenden Kohlenstoff-
Nanopartikel SWNT oder „as prepared" SWNT. Eine bevorzugte Variante ist es, wenn die zu modifizierenden Kohlenstoff-Nanopartikel keine MWNT enthalten.
Ferner ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, alpha, omega- Diacylchloride einzusetzen, wodurch eine Vernetzung der Kohlenstoff-Nanopartikel erreicht werden kann. Es ist weiterhin im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, perfluorierte Acylreste einzusetzen.
Ebenso ist es möglich, die Carbonylgruppe durch ausgewählte chemische Transformationen weiter zu funktionalisieren. Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, ein Gemisch aus verschiedenen Acylierungsreagentien einzusetzen.
Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, die einzelnen Kohlenstoff- Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltenden oder aus diesen bestehenden Kohlenstoff-Nanopartikel, mittels der Acylierungsreagentien miteinander zu vernetzen, wodurch besondere chemische Eigenschaften erzielt werden können.
Die acylierten Kohlenstoff-Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltenden oder aus diesen bestehenden Kohlenstoff-Nanopartikel, weisen im Vergleich zu nicht modifizierten Kohlenstoff-Nanopartikeln eine um ein Vielfaches verbesserte Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln auf. Diese verbesserte Löslichkeit kann dabei mehrere Zehnerpotenzen betragen. Es ist möglich, abhängig von der Lange der Acylketten und dem Typ des organischen Lösungsmittels, bis zu Mengen von 2 bis 5 g/l der erfindungsgemäßen modifizierten Nanopartikel zu lösen.
Aufgrund dieser so erzielten Löslichkeit wird es möglich, „as prepared" Nanopartikel von den Katalysator-Nanopartikeln auf eine Reinheit von 99,9%, bezogen auf die Gesamtmenge an Kohlenstoff-Nanopartikel und Katalysator-Nanopartikel, oder mehr zu reinigen.
Zum Beispiel kann man nach Filtration das Lösungsmittel teilweise oder vollständig entfernen, um so umkristallisierte modifizierte Nanopartikel zu erhalten. Die acylierten Nanopartikel der vorliegenden Erfindung können mithin also auch als Teil eines Verfahrens zur Aufreinigung von Nanopartikeln verwendet werden. In einem solchen Verfahren werden die ungereinigten Nanopartikel zunächst gemäß dem beschriebenen Verfahren acyliert. Danach werden die acylierten Nanopartikel durch Extraktion mit einem Lösungsmittel oder Dispergiermittel von den Verunreinigungen getrennt. Abschließend werden dann die Acylgruppen von den Nanopartikeln abgespalten und hochreine Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltende oder aus diesen bestehende Kohlenstoff-Nanopartikel, erhalten. Die Aufreinigung kann dabei durch herkömmliche Reinigungsmethoden, wie Dichtegradientenzentrifugation, Größenausschlußchromatographie etc., insbesondere Dichtegradientenzentrifugation, erfolgen. Dadurch können die Kohlenstoff- Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltende oder aus diesen bestehende Kohlenstoff-Nanopartikel, nach Größe, Länge, Durchmesser und/oder Chiralität, insbesondere nach Chiralität, getrennt werden. Durch nachfolgende Defunktionalisierung, wahlweise durch thermische oder chemische Prozesse, z.B. selektive oxidative Entfernung der Acylketten oder schrittweise thermische Decarboxylierung, der acylierten Kohlenstoff-Nanopartikel können dann die ursprünglichen Kohlenstoff-Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltenden oder aus diesen bestehenden Kohlenstoff-Nanopartikel, erhalten werden, die nun jedoch eine sehr hohe Reinheit aufweisen.
Die modifizierten Kohlenstoff-Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltenden oder aus diesen bestehenden Kohlenstoff-Nanopartikel, neigen nicht mehr dazu, zu aggregieren.
Die modifizierten Kohlenstoff-Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltenden oder aus diesen bestehenden Kohlenstoff-Nanopartikel, sind, sogar bei Zimmertemperatur, sehr gut löslich in verschiedenen organischen Lösungsmitteln, wie Tetrahydrofuran (THF), Aceton, Chloroform, Dichlormethan, Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid (DMF) etc. und resultieren in stark gefärbten, in der Regel braunroten Lösungen, die über mehrere Monate hinweg sogar bei Tageslicht stabil sind und keine unlöslichen Teilchen sedimentieren.
Ganz besonders bevorzugt werden die modifizierten Kohlenstoff-Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltenden oder aus diesen bestehenden Kohlenstoff-Nanopartikel, erhalten, indem Nitrobenzol als Lösungsmittel und Aluminiumchlorid als Katalysator verwendet werden, und die Acylierung bei 175 bis 185°C für zwei bis vier Stunden durchgeführt wird.
Es ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eine Schmelze aus einem equimolaren Gemisch aus Aluminiumchlorid und Natriumchlorid, worin die Kohlenstoff-Nanopartikel und das Acylierungsreagenz gut mischbar und rührbar sind, herzustellen und die Acylierung darin bei 175 bis 185°C für zwei bis vier Stunden durchzuführen.
Das neue Verfahren ist zur Darstellung modifizierter Kohlenstoff-Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltender oder aus diesen bestehender Kohlenstoff-Nanopartikel, sowohl im Labormaßstab, als auch im Tonnenmaßstab geeignet.
Das neue Verfahren ermöglicht eine schnelle, kostengünstige chemische Derivatisierung der Kohlenstoff-Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltender oder aus diesen bestehender Kohlenstoff-Nanopartikel, mit hohen Ausbeuten.
Durch die breiten Auswahlmöglichkeiten der Acylreste, können die Kohlenstoff- Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltende oder aus diesen bestehende Kohlenstoff-Nanopartikel, mit vielfältigen organischen Molekülen derivatisiert werden.
Die acylierten Nanopartikel der vorliegenden Erfindung können für die verschiedensten Zwecke verwendet werden.
Die acylierten Nanopartikel der vorliegenden Erfindung können in Kompositen aus bzw. mit Polymeren bzw. Polymergemischen verwendet werden, worin sie die mechanischen Eigenschaften, wie Stärke, und Widerstandsfähigkeit der Komposite und/oder der Polymere bzw. Polymergemische verbessern und ihnen elektrische und thermische Konduktivität verleihen bzw. diese erhöhen können.
Zur Herstellung der Komposite verwendbar sind z.B. Polycarbonate, (Meth)Acrylate, Polyoxide, Polyether, Polyester, Polysulfide, Polysulfone, Polyamide Polyurethane, Polyimide, Polyvinylacetate, Polyvinylalkohole, Polyvinylchloride, Polyvinylpyridine, Polyvinylpyrrolidone, Polyolefine, Polyethylene, Polypropylene, Polyisobutylene, Polybutene, Polystyrole sowie beliebige Misch- bzw- Copolymerisate der vorgenannten.
Die so erhaltenen Komposite können noch übliche Zusatzstoffe wie Füllstoffe und Pigmente, insbesondere leitfähige Pigmente, sowie deren Gemische enthalten. Beispiele geeigneter Effektpigmente sind Metallplättchenpigmente wie handelsübliche Aluminiumbronzen und handelsübliche Edelstahlbronzen sowie nichtmetallische Effektpigmente, wie zum Beispiel Perlglanz- bzw. Interferenzpigmente, plättchenförmige Effektpigmente auf der Basis von Eisenoxid oder flüssigkristalline Effektpigmente. Beispiele für fluoreszierende Pigmente (Tagesleuchtpigmente) sind Bis(azomethin)- Pigmente.
Beispiele für geeignete elektrisch leitfähige Pigmente sind Eisenphosphid-Pigmente. Beispiele für magnetisch abschirmende Pigmente sind Pigmente auf der Basis von Eisenoxiden oder Chromdioxid. Beispiele für geeignete anorganische farbgebende Pigmente sind Weißpigmente wie Titandioxid, Zinkweiß, Zinksulfid oder Lithopone; Schwarzpigmente wie Ruß, Eisen- Mangan-Schwarz oder Spinellschwarz; Buntpigmente wie Chromoxid, Chromoxidhydratgrün, Kobaltgrün oder Ultramaringrün, Kobaltblau, Ultramarinblau oder Manganblau, Ultramarinviolett oder Kobalt- und Manganviolett, Eisenoxidrot, Cadmiumsulfoselenid, Molybdatrot oder Ultramarinrot; Eisenoxidbraun, Mischbraun, Spinell- und Korundphasen oder Chromorange; oder Eisenoxidgelb, Nickeltitangelb, Chromtitangelb, Cadmiumsulfid, Cadmiumzinksulfid, Chromgelb oder Bismutvanadat. Beispiele für geeignete organische farbgebende Pigmente sind Monoazopigmente, Bisazopigmente, Anthrachinonpigmente, Benzimidazolpigmente, Chinacridonpigmente, Chinophthalonpigmente, Diketopyrrolopyrrolpigmente, Dioxazinpigmente,
Indanthronpigmente, Isoindolinpigmente, Isoindolinonpigmente, Azomethinpigmente, Thioindigopigmente, Metallkomplexpigmente, Perinonpigmente, Perylenpigmente, Phthalocyaninpigmente oder Anilinschwarz.
Beispiele für geeignete korrosionsschützende Pigmente sind Eisenglimmer oder
Zinksalze.
Beispiele für geeignete Metallpulver sind Pulver aus Metallen und Metallegierungen, wie Aluminium, Zink, Kupfer, Bronze oder Messing. Beispiele geeigneter organischer und anorganischer Füllstoffe sind Kreide, Calciumsulfate, Bariumsulfat, Silikate wie Talkum, Glimmer oder Kaolin, Kieselsäuren, Oxide wie Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid oder organische Füllstoffe wie Kunststoffpulver, insbesondere aus Polyamid oder Polyacrylnitril. Beispiele geeigneter transparenter Füllstoffe sind solche auf der Basis von Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid.
Die Komposite können darüber hinaus Glasfasern enthalten.
Die modifizierten Nanopartikel können in Feld-Emissions Displays (FEDs), Vakuumfluoreszierenden Displays (VFDs) oder Weißlichtquellen verwendet werden. Ferner können die modifizierten Nanopartikel in Spitzen für die Kraftfeldmikroskopie, für Nanoschaltkreise, für kugelsicheren Gewebe verwendet werden.
Die verschiedenen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung, z.B. diejenigen der verschiedenen abhängigen Ansprüche, können dabei in beliebiger Art und Weise miteinander kombiniert werden.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden nicht-limitierenden Beispiele erläutert.
Beispiele:
Beispiel 1 :
In einem 100ml Dreihalskolben mit magnetischem Rührer, Tropftrichter und Rückflußkühler, die über Nacht bei 1100C aufbewahrt worden sind, wurden 20ml Nitrobenzol mit 1 ,6g (0,012 mol) Aluminiumchlorid unter Stickstoffatmosphäre versetzt. Unter starkem Rühren und Kühlen mit Eiswasser wurden 2,88g (0,0105 mol) Palmitinsäurechlorid (C15H31 COCI) in 10ml Nitrobenzol langsam zugetropft. Anschließend wurde bei Zimmertemperatur eine Suspension der Nanoröhrchen, die mit einer gepulsten Laserverdampfung von Kohlenstoffröhren, dotiert mit Cobalt und Nickel, hergestellt worden sind, in 10ml Nitrobenzol, die vorher in einem Ultraschallbad für wenige (vier) Minuten behandelt worden war, zugegeben. Ein Herstellungsverfahren wird in der Literatur von Lebedkin et al. beschrieben (S. Lebedkin, p. Schweiß, B. Renker, S. MaNk, F. Hennrich, M. Neumaier, C. Stoermer, M. M. Kappes, Carbon, 2002, 40, 417-423). Dann wurde erhitzt und 3 Stunden bei 1800C gehalten. Dabei wurde freiwerdender Chlorwasserstoff beobachtet (was auch zur Reaktionskontrolle verwendet werden kann). Nach drei Stunden wurde das Erwärmen abgebrochen und das Reaktionsgefäß enthaltend die schwarze Reaktionsmischung über Nacht bei Zimmertemperatur gerührt.
Zur Zerlegung (Hydrolyse) des entstandenen Polyketon-Aluminiumchlorid-Komplexes wurde die Reaktionsmasse vorsichtig auf etwa 50g mit 1 ml konzentrierter Salzsäure behandeltem Eis gegossen. Es blieb eine sehr viskose Emulsion zurück. Nachdem das Eis geschmolzen war, wurde auf einem Büchner-Trichter mit Saugflasche filtriert. Auf dem Büchner-Trichter blieben die acylierten Nanoröhrchen als schwarzes, dichtes Pulver übrig. Diese wurden sodann mit NaHCCvLösung (1 mal 15ml) und danach mit Wasser (1 mal 20ml) auf dem Filter gewaschen. Die organische Phase (Nitrobenzol) enthielt keine Nanoröhrchen. Die Reste von Wasser und Nitrobenzol in den pulverigen Nanoröhrchen wurden durch Vakuumdestillation bei 1mbar und ca. 1000C entfernt. Die acylierten Nanoröhrchen wurden anschließend auf einem Sandbad bei 0,2 mbar und 1500C erwärmt und die Lösungsmittelreste in einer Kühlfalle aufgefangen. Es wurde eine Ausbeute von 1 ,174g acylierten Nanoröhrchen in Form eines schwarzen, fließfähigen Pulvers erhalten.
Beispiele 2 bis 8:
Beispiel 1 wurde wiederholt, mit dem Unterschied, daß die in Tabelle 1 angegebenen Säurechloride eingesetzt wurden. Die erzielten Ausbeuten sind ebenfalls in Tabelle 1 angegeben.
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000013_0001
Tabelle 1
Beispiel 9 (Lösungsmittelfreie Reaktion):
Eine equimolare Mischung aus wasserfreien Aluminiumchlorid (1 ,6g, 0,012mol) und Natriumchlorid (0,702g, 0,012mol) wurde auf einen Sandbad unter Stickstoffatmosphäre auf 1700C erhitzt. Bei ca. 1500C schmolz die Mischung und konnte gut mit ein magnetischen Rührer gemischt werden. Bei 1700C wurden unter Stickstoffatmosphäre 25mg SWNT Nanoröhren zugegeben. Dann wurde langsam und vorsichtig Lauroylchlorid (2.29g, 2.5ml, 0.0105mol) durch ein Gummi-septum mittels einer Spritze zugetropft. Eine heftige Reaktion trat sofort ein und Chlorwasserstoff wurde freigesetzt. Der Chlorwasserstoff wurde mittels Reaktion mit gasförmigem Ammoniak durch Bildung von weißem Ammoniumchlorid-Rauch nachgewiesen. Nach Ende der Addition, wurde bei 1700C für 3 Stunden weitergerührt und danach ohne zu erhitzen das Reaktionsgemisch über Nacht unter Stickstoff stehen gelassen. Zur Aufarbeitung wurde nach Kühlung die feste Reaktionsmischung auf mit 1ml konzentrierter wäßriger HCI-Lösung behandeltem Eis (ca. 30g) mit einem Spatel zum zersetzen gebracht. Nachdem das Eis geschmolzen war, wurden die modifizierten Nanoröhren auf einen Büchner-Filter mit Saugflasche abfiltriert und auf dem Filter mehrmals mit gesättigter Natriumhydrogencarbonat-Lösung und anschließend mit destilliertem Wasser gewaschen. Nach Trocknung im Vakuum blieb eine klebrige, braun bis schwarz gefärbte Masse zurück.
Beispiel 10 (Lösungsmittelfreie Reaktion)
Beispiel 9 wurde wiederholt, nur daß ein Gemisch aus Lauroylchlorid (2,29g, 2,5ml) und 1 ,12-Didodecansäurechlorid (0,93g, 0.858ml) zugetropft wurde. Die Aufarbeitung erfolgte wie im Beispiel 9.
Hochreine Nanoröhren können mittels Dichtegradientzentrifugation erhalten werden. Dafür werden die Rohprodukte, die wie in den Beispielen 1-10 beschrieben erhalten worden sind, auf eine wässrige Sucrose (Merck) Gradient in Tetrahydrofuran suspendiert aufgetragen.
Der Sucrose Gradient wird typischerweise mit einen Gradient Maker (Model #GM-40) der Firma C. B. S. Scientific Co., California erzeugt. Besonders bevorzugt werden Mischungen aus 10% und 40% (Gewicht) wäßriger Sucrose in den ersten bzw. zweiten Behälter des Gradient Maker gefüllt.
Unter intensivem Rühren der Mischung, die in dem zweiten Behälter entsteht, wird mittels einer Schlauchpumpe ein Sucrose Gradient direkt in einen Zentrifugenbehälter abgefüllt.
Die Zentrifugation kann entweder bei Raumtemperatur mit 16.000 rpm für 30 min, oder besonders bevorzugt, bei 4°C, über Nacht (12 Stunden) in einer Ultrazentrifuge (Beckmann) bei 50.000 rpm erfolgen. Dabei werden reine schwarze Nanoröhren tiefer sedimentieren als die farbigen Verunreinigungen.
Die acylierten Nanoröhrchen sind in verschiedenen organischen Lösungsmitteln, wie
THF oder Aceton (Ultraschallbad), Chloroform, Dichlormethan, Dimethylsulfoxid,
Dimethylformamid gut löslich bzw. dispergierbar.
Die mit Lauroyl-Resten beschichteten Nanoröhrchen lösen sich z.B. zu 3.8g/l in Tetrahydrofuran, zu 4.25g/l in Toluol oder zu 2.95g/l in Chloroform.

Claims

Ansprüche:
1. Mit Acylgruppen modifizierte Kohlenstoff-Nanopartikel.
2. Modifizierte Kohlenstoff-Nanopartikel nach Anspruch 1 , umfassend Kohlenstoff-Nanoröhren.
3. Modifizierte Kohlenstoff-Nanopartikel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Acylresten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Palmitinoyl, Lauroyl, Butyryl, Hexanoyl, Heptanoyl, Octanoyl, Perfluorobutyryl, 1 ,12-Didodecanoyl und/oder Kombinationen daraus, insbesondere Palmitinoyl oder Lauroyl, modifiziert sind.
4. Modifizierte Kohlenstoff-Nanopartikel nach Anspruch 1 mit einer im Vergleich zu den nicht-modifizierten Kohlenstoff-Nanopartikeln verbesserten Löslichkeit.
5. Modifizierte Kohlenstoff-Nanopartikel nach Anspruch 1 mit einer Reinheit von 99,9%, bezogen auf die Gesamtmenge an Kohlenstoff-Nanopartikel und Katalysator-Nanopartikel.
6. Verfahren zur Herstellung von mit Acylgruppen modifizierten Kohlenstoff- Nanopartikeln, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltenden oder aus diesen bestehenden Kohlenstoff-Nanopartikeln, durch Umsetzung von Kohlenstoff-Nanopartikeln, insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren enthaltenden oder aus diesen bestehenden Kohlenstoff-Nanopartikeln, mit Carbonsäurechloriden, Carbonsäureanhydriden, und/oder Ketenen, insbesondere Carbonsäurechloriden, in Gegenwart einer Lewis-Säure und/oder einer Protonensäure, insbesondere einer Lewis-Säure, in einem Lösungsmittel oder einer Schmelze.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Umsetzung bei Temperaturen zwischen 130 und 2500C, bevorzugt zwischen 160 und 2000C, besonders bevorzugt zwischen 175 und 185°C erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Umsetzung während einer Dauer von zwischen 1 und 6 Stunden, bevorzugt zwischen 2 und 4 Stunden erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Lösungsmittel aus der Gruppe bestehend aus Schwefelkohlenstoff, Nitroverbindungen und deren Gemischen ausgewählt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem daß Lösungsmittel aus einer ionischen Flüssigkeit, insbesondere Imidazoliumsalz, Pyridiniumsalz oder Gemischen davon besteht.
11. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Reaktion in Abwesenheit von Lösungsmitteln in einer Salz-Schmelze, insbesondere einer Schmelze aus einer Aluminiumchlorid/Natriumchlorid-Mischung, durchgeführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Carbonsäurechloride aus der Gruppe bestehend aus Palmitinoylchlorid, Lauroylchlorid, Butyrylchlorid, Hexanoylchlorid, Heptanoylchlorid, Octanoylchlorid, Perfluorobutyrylchlorid, 1 ,12-Didodecansäuredichlorid und deren Gemischen ausgewählt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Lewis-Säure aus der Gruppe bestehend aus AICI3, BF3, SnCI, ZnCI2, FeCI3, SO3, TiCI4, SbF5, insbesondere AICI3 ausgewählt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 6, wobei verschiedene Gemische aus mindestens einer Monoacylverbindung, insbesondere Lauroylchlorid und mindestens einer Di- und/oder Polyacylverbindung, insbesondere Adipinsäuredichlorid, Trimesicsäuretrichlorid, zur Herstellung von damit vernetzten Nanopartikeln mit unterschiedlichen Vernetzungsgraden verwendet werden.
15. Verwendung von mit Acylgruppen modifizierten Nanopartikel für Feld-Emissions Displays (FEDs), Vakuum-Fluoreszenz Displays (VFDs) oder Weißlichtquellen, in Spitzen für die Kraftfeldmikroskopie, für Nanoschaltkreise, für kugelsicheren Gewebe, sowie in Kompositen aus bzw. mit Polymeren bzw.
Polymergemischen.
16. Verfahren zur Reinigung von Nanopartikeln durch Acylierung, Trennung und anschließende Deacylierung.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Trennung nach Größe, Länge, i Durchmesser und/oder Chiralität, insbesondere nach Chiralität, erfolgt.
PCT/EP2006/065368 2005-09-01 2006-08-16 Modifizierte kohlenstoff-nanopartikel, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung WO2007025861A2 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008528457A JP2009506970A (ja) 2005-09-01 2006-08-16 変性されたカーボンナノ粒子、それらの製造方法及びそれらの使用
EP06792848A EP1937590A2 (de) 2005-09-01 2006-08-16 Modifizierte kohlenstoff-nanopartikel, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung
US11/991,245 US7816564B2 (en) 2005-09-01 2006-08-16 Modified carbon nanoparticles, method for the production thereof and use thereof
CA2620392A CA2620392C (en) 2005-09-01 2006-08-16 Modified carbon nanoparticles, method for the production thereof and use thereof

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005041378A DE102005041378A1 (de) 2005-09-01 2005-09-01 Modifizierte Kohlenstoff-Nanopartikel, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
DE102005041378.1 2005-09-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2007025861A2 true WO2007025861A2 (de) 2007-03-08
WO2007025861A3 WO2007025861A3 (de) 2008-07-03

Family

ID=37735406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2006/065368 WO2007025861A2 (de) 2005-09-01 2006-08-16 Modifizierte kohlenstoff-nanopartikel, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7816564B2 (de)
EP (1) EP1937590A2 (de)
JP (1) JP2009506970A (de)
CA (1) CA2620392C (de)
DE (1) DE102005041378A1 (de)
WO (1) WO2007025861A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110148473A (zh) * 2019-03-29 2019-08-20 中国人民解放军总医院 分级诊疗方法及系统

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007012426A1 (de) * 2007-03-15 2008-09-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Leichtmetallwerkstoff
TWI405801B (zh) * 2007-10-19 2013-08-21 Nat Univ Tsing Hua 具有電磁波干擾遮蔽效應之多壁碳奈米管／高分子奈米複合材之製備方法
US20100136327A1 (en) * 2008-04-17 2010-06-03 National Tsing Hua University Method of preparation of a MWCNT/polymer composite having electromagnetic interference shielding effectiveness
KR101001385B1 (ko) * 2008-04-23 2010-12-14 한화케미칼 주식회사 탄소나노튜브의 연속적인 표면처리 방법 및 장치
WO2010016907A2 (en) * 2008-08-05 2010-02-11 Northwestern University Methods for sorting nanotubes by wall number
DE102009051126B4 (de) * 2009-10-28 2011-12-22 Karlsruher Institut für Technologie Kohlenstoff-Nanopartikel, die kovalent über ein Verbrückungsmolekül an ein Zielmolekül gebunden sind, und ein Verfahren zu deren Herstellung
EP2636642A4 (de) 2010-11-05 2017-12-27 National Institute of Advanced Industrial Science And Technology Cnt-dispersionsflüssigkeit, cnt-pressling, cnt-zusammensetzung, cnt-anordnung und herstellungsverfahren für alles
WO2012118808A2 (en) * 2011-02-28 2012-09-07 William Marsh Rice University Carbon nanotubes associated with antimony pentafluoride
TWI496739B (zh) * 2011-11-30 2015-08-21 Univ Chang Gung Chemically modified graphene and its preparation method
KR101610772B1 (ko) * 2012-04-20 2016-04-11 한국에너지기술연구원 음극활물질의 제조방법, 및 이를 채용하는 음극 및 리튬전지
CA3043573A1 (en) * 2013-02-20 2014-08-28 Tesla Nanocoatings, Inc. Functionalized graphitic materials
US10179320B2 (en) * 2015-03-23 2019-01-15 Battelle Memorial Institute Process for making carbon-based nano-rods from switchable ionic liquids and devices and processes incorporating same
US9695065B2 (en) 2015-06-03 2017-07-04 Lg Nanoh2O, Inc. Combination of chemical additives for enhancement of water flux of a membrane
US9731985B2 (en) 2015-06-03 2017-08-15 Lg Nanoh2O, Inc. Chemical additives for enhancement of water flux of a membrane
US9724651B2 (en) 2015-07-14 2017-08-08 Lg Nanoh2O, Inc. Chemical additives for water flux enhancement
CN109468844B (zh) * 2018-11-15 2021-06-01 旷达汽车饰件系统有限公司 抗菌面料及其生产工艺
CN109457466B (zh) * 2018-11-15 2021-06-08 浪达网络科技(浙江)有限公司 功能化碳纳米管及其在抗静电抗菌织物整理液中的应用
CN112811413B (zh) * 2021-03-30 2023-09-26 无锡零一未来新材料技术研究院有限公司 一种碳纳米管的改性方法、改性碳纳米管及其应用
CN114015491B (zh) * 2021-11-23 2022-06-10 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种含改性纳米碳材料的润滑油添加剂及其制备方法
CN115093656B (zh) * 2022-07-11 2023-10-13 广东铭宸工贸有限公司 一种耐磨改性pvc材料及合成工艺

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040180201A1 (en) * 2002-07-01 2004-09-16 Veedu Sreekumar T. Macroscopic fiber comprising single-wall carbon nanotubes and acrylonitrile-based polymer and process for making the same

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE336610T1 (de) * 1996-05-15 2006-09-15 Hyperion Catalysis Int Nanofasern mit grossen oberflächen
CA2344577C (en) * 1998-09-18 2009-12-08 William Marsh Rice University Chemical derivatization of single-wall carbon nanotubes to facilitate solvation thereof; and use of derivatized nanotubes
US6331262B1 (en) * 1998-10-02 2001-12-18 University Of Kentucky Research Foundation Method of solubilizing shortened single-walled carbon nanotubes in organic solutions
EP1061042A1 (de) 1999-06-15 2000-12-20 Iljin Nanotech Co., Ltd. Verfahren zur Gasphasenreinigung von Kohlenstoffnanoröhren mittels thermischer Behandlung in einem Diffusionsofen
US6936653B2 (en) 2002-03-14 2005-08-30 Carbon Nanotechnologies, Inc. Composite materials comprising polar polymers and single-wall carbon nanotubes
US7125533B2 (en) * 2002-11-15 2006-10-24 William Marsh Rice University Method for functionalizing carbon nanotubes utilizing peroxides
EP1428793B1 (de) * 2002-12-12 2011-02-09 Sony Deutschland GmbH Lösliche Kohlenstoff-Nanoröhren
JP2004323738A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Nissan Motor Co Ltd 樹脂組成物中間体、樹脂組成物、カーボンナノチューブ充填材、樹脂組成物中間体の製造方法、樹脂組成物の製造方法、及びカーボンナノチューブ充填材の製造方法
CA2553618C (en) * 2004-01-21 2013-06-11 William Marsh Rice University Nanotube-amino acids and methods for preparing same
WO2005113434A1 (en) * 2004-03-25 2005-12-01 William Marsh Rice University Functionalization of carbon nanotubes in acidic media

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040180201A1 (en) * 2002-07-01 2004-09-16 Veedu Sreekumar T. Macroscopic fiber comprising single-wall carbon nanotubes and acrylonitrile-based polymer and process for making the same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BAEK, J.-B. ET AL.: "Covalent modification of vapour-grown carbon nanofibers via direct Friedel-Crafts acylation in polyphosphoric acid." J. MATER. CHEM., Bd. 14, 19. Mai 2004 (2004-05-19), Seiten 2052-2056, XP002422446 in der Anmeldung erwähnt *
GEORGAKILAS V ET AL: "Purification of HiPCO carbon nanotubes via organic functionalization" JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, WASHINGTON, DC, US, Bd. 124, Nr. 48, 4. Dezember 2002 (2002-12-04), Seiten 14318-14319, XP002262086 ISSN: 0002-7863 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110148473A (zh) * 2019-03-29 2019-08-20 中国人民解放军总医院 分级诊疗方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007025861A3 (de) 2008-07-03
DE102005041378A1 (de) 2007-03-08
US7816564B2 (en) 2010-10-19
US20090326278A1 (en) 2009-12-31
CA2620392C (en) 2011-08-02
EP1937590A2 (de) 2008-07-02
CA2620392A1 (en) 2007-03-08
JP2009506970A (ja) 2009-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1937590A2 (de) Modifizierte kohlenstoff-nanopartikel, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung
DE60223374T2 (de) Fasern aus ausgerichteten kohlenstoffnanoröhren und herstellungsverfahren
JP6248132B2 (ja) カーボンナノチューブ組成物
US8894963B2 (en) Dispersion and retrieval of de-bundled nanotubes
KR20110139259A (ko) 그라파이트-유사 나노입자의 분산 방법
JP7489694B2 (ja) 小分子系自立フィルムおよびハイブリッド材料
Porro et al. Purification of carbon nanotubes grown by thermal CVD
DE10295944T5 (de) Verfahren zur Derivatisierung von Kohlenstoff-Nanoröhrchen mit Diazonium-Spezies und Zusammensetzungen davon
CA2643324C (en) Chemical functionalization of carbon nanotubes
KR20060090654A (ko) 탄소 나노튜브의 선택적 작용화
DE112017003098T5 (de) Verfahren zur Gewinnung von Graphenoxid
EP3962905A1 (de) Elastomerzusammensetzungen mit einem addukt zwischen einem sp2-hybridisierten kohlenstoff-allotrop und einem dicarbonsäurederivat
Stancu et al. Purification of multiwall carbon nanotubes obtained by AC arc discharge method
DE102017215665A1 (de) Verfahren zum reinigen von kohlenstoff-nanoröhrchen
Lei et al. Ionic liquid of ultralong carbon nanotubes
Rani et al. Tailoring the physical characteristics of buckypaper via controlling the surfactant concentration
US8980216B2 (en) Covalently functionalized carbon nanostructures and methods for their separation
EP2710077A1 (de) Verfahren zur herstellung von kovalent gebundene aminogruppen aufweisenden kohlenstoff-füllstoffen
KR20230080465A (ko) 탄소 나노튜브의 산 정제
Billing et al. The growth of carbon nanotubes via chemical vapor deposition method; its purification and functionalization
GB2412370A (en) Derivatized carbon nanotubes
Alawy et al. Novel functionalization treatment of MWCNTs for unmanned aerial vehicle structure
DE602005004994T2 (de) Mit Osmiumclustern modifizierte Kohlenstoffnanoröhren und Verfahren zu deren Herstellung
Akbar et al. Functionalization of carbon nanotubes: Manufacturing techniques and properties of customized nanocomponents for molecular-level technology
Najm et al. Carbonation and Preparation of Reduced Graphene Oxide Sheets from Cellulose

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006792848

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2620392

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008528457

Country of ref document: JP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2006792848

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11991245

Country of ref document: US