Os métodos de purificação de nanotubos de carbono são cruciais para melhorar a qualidade e a funcionalidade dos nanotubos de carbono (CNT) produzidos através de várias técnicas de síntese. O processo de purificação tem como objetivo remover impurezas como o carbono amorfo, partículas de catalisadores metálicos e outras estruturas de carbono não tubulares. Eis os principais métodos utilizados para a purificação de CNT:
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Oxidação química: Este método 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, que oxida e remove preferencialmente o carbono amorfo e as partículas do catalisador, deixando os CNTs relativamente intactos.
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Ultrasonicação: A ultrassonografia é frequentemente utilizada em conjunto com a oxidação química. As ondas sonoras de alta frequência geradas durante a ultra-sons ajudam a quebrar os aglomerados e a dispersar os CNTs na solução, aumentando a eficiência do processo de oxidação química.
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Filtração e centrifugação: Estes métodos de separação física são 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, por outro lado, utiliza a força centrífuga para separar os componentes da mistura com base no seu tamanho e densidade.
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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 CNTs (parede simples vs. parede múltipla) e remover impurezas mais pequenas.
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Recozimento térmico: Este método envolve o aquecimento dos CNT numa atmosfera inerte (como árgon ou nitrogénio) a altas temperaturas. O processo ajuda a remover os solventes residuais e as impurezas orgânicas através da sua vaporização, deixando os CNT estruturalmente intactos.
Cada um destes métodos tem as suas vantagens e limitações e, frequentemente, 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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