多糖凝胶的孔径和化学结构对单壁碳纳米管流动性和选择性分离的影响

杨鹏 檀付瑞 张静 金赫华 李红波 刘春华 李清文

引用本文: 杨鹏, 檀付瑞, 张静, 金赫华, 李红波, 刘春华, 李清文. 多糖凝胶的孔径和化学结构对单壁碳纳米管流动性和选择性分离的影响[J]. 物理化学学报, 2014, 30(9): 1764-1770. doi: 10.3866/PKU.WHXB201407032 shu
Citation:  YANG Peng, TAN Fu-Rui, ZHANG Jing, JIN He-Hua, LI Hong-Bo, LIU Chun-Hua, LI Qing-Wen. Effects of Pore-Size Range and Composition of Polysaccharide Gels on Flow Behaviors and Selective Sorting of Single-Walled Carbon Nanotubes[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(9): 1764-1770. doi: 10.3866/PKU.WHXB201407032 shu

多糖凝胶的孔径和化学结构对单壁碳纳米管流动性和选择性分离的影响

  • 基金项目:

    国家重点基础研究发展规划项目(973)(2011CB932602) 

    国家自然科学基金(31274130,21073223,20903069)资助 

摘要:

基于凝胶柱色谱分离技术研究了单分散的单壁碳纳米管(SWCNTs)在不同化学结构多孔多糖凝胶中的流动特性以及对金属型(m-)/半导体型(s-)SWCNTs 分离的影响. 通过比较SWCNTs 在一系列不同孔径的葡聚糖Sephacryl 凝胶中的流动行为,发现减小孔径尺寸能够增强s-SWCNTs 与凝胶之间的吸附作用力,使大直径的m-SWCNTs 快速地流过凝胶颗粒,而选择性地保留了小直径的s-SWCNTs. 进一步发现多糖凝胶化学结构比孔径尺寸在SWCNTs 的m/s 分离中起着更重要的作用. 当基于葡聚糖结构的Sephacryl 凝胶中的氨基结构被琼脂糖结构所取代时,如Superdex 200 和Sepharose 2B凝胶会增强它们与SWCNTs 之间的作用力,使SWCNTs 的保留时间延长,降低了s-SWCNTs 的选择性和纯度. 此外,即使拥有与Sephacryl S100类似的孔径范围,当Sephacryl 凝胶中的氨基被疏水环氧丙烷基团取代时,葡聚糖凝胶Sephadex G100 与SWCNTs 的作用力很弱,导致所有SWCNTs 快速流动,无法实现SWCNTs 的m/s 分离. 因而,我们认为凝胶孔径和化学结构共同影响并调控了SWCNTs的m/s分离的选择性、纯度以及分离效率.

English

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  • 发布日期:  2014-08-29
  • 收稿日期:  2014-05-05
  • 网络出版日期:  2014-07-03
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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