Os métodos de purificação de nanotubos de carbono são essenciais para melhorar a qualidade e a funcionalidade dos nanotubos de carbono (CNT) produzidos através de várias técnicas de síntese.
O processo de purificação centra-se na remoção de impurezas como o carbono amorfo, partículas de metal catalisador e outras estruturas de carbono não tubulares.
Eis os principais métodos utilizados para a purificação de CNT:
1. Oxidação química
A oxidação química envolve a utilização de agentes oxidantes fortes, como o ácido nítrico ou o ácido sulfúrico, para oxidar seletivamente e remover as impurezas.
O processo envolve normalmente o aquecimento dos CNTs numa solução ácida concentrada.
Este método oxida e remove preferencialmente o carbono amorfo e as partículas do catalisador, deixando os CNTs relativamente intactos.
2. Ultrasonicação
A ultrassonografia é frequentemente utilizada em conjunto com a oxidação química.
As ondas sonoras de alta frequência geradas durante a ultrassonografia ajudam a quebrar aglomerados e dispersar os CNTs na solução.
Isto aumenta a eficiência do processo de oxidação química.
3. Filtração e centrifugação
A filtração e a centrifugação são métodos de separação física utilizados para isolar os CNT da mistura de reação após a síntese.
A filtração consiste em passar a mistura através de um filtro que retém os CNT maiores e deixa passar as impurezas mais pequenas.
A centrifugação utiliza a força centrífuga para separar os componentes da mistura com base no seu tamanho e densidade.
4. Cromatografia
Cromatografia técnicas como a cromatografia de permeação em gel podem ser utilizadas para separar os CNT com base no seu tamanho e forma.
Este método é particularmente útil para separar diferentes tipos de CNT (parede simples vs. parede múltipla) e remover impurezas mais pequenas.
5. Recozimento térmico
O recozimento térmico envolve o aquecimento dos CNT numa atmosfera inerte (como árgon ou azoto) a altas temperaturas.
O processo ajuda a remover os solventes residuais e as impurezas orgânicas através da sua vaporização, deixando os CNTs estruturalmente intactos.
Cada um destes métodos tem as suas vantagens e limitações.
Muitas vezes, é utilizada uma combinação destas técnicas para atingir o nível de purificação desejado.
A escolha do método de purificação depende da aplicação específica dos CNTs, do tipo de impurezas presentes e do nível de pureza desejado.
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