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- Carbon nanofibres (1)
- Carbon nanostructure (1)
- Carbon nanotubes (1)
Electron magnetic resonance (EMR) spectroscopy, X-ray-fluorescent microscopy (XFM) and thermal analysis (TGA/DTA) are used to characterize the carbon nano-phase obtained in the reaction between fine-dispersed aluminium and dichlorethane in the liquid paraffin medium and its modified with Mn(II), Fe(III), Ni(II), Cu(II) chlorides forms were studied. It was shown that the solid nano-structured functionalized carbon systems containing metals possess specific magnetic and thermal properties. Key parameters of the process, influencing on the size and structure of the formed carbon nano-phase were determined. Results and regularities established in this work create presumably the certain basis for optimization of physical and chemical properties of similar systems.
It has been shown that selected types of substituents are able to vary the oxidative behavior of multi-walled carbon nanotubes. Such substituents investigated were sterically hindered secondary amino groups bonded in grafted piperidine units and covalently bonded bromine groups. Their interference and activity was preliminary determined in the model cumene and then in oil diesel fraction and low density polyethylene oxidation reactions. Results obtained indicate that chemical linking of amine moieties containing –NH groups directly to the carbon nanotubes core significantly increases their intrinsic anti-oxidative capacity while the grafting of Br-groups provokes the opposite functioning of the pristine samples. This inference was proved by thermogravimetric and differential thermal analysis of the polyethylene composites and experiments on profound aerobic oxidation of petroleum naphthenic fraction derived from the commercial Baku oils blend diesel cut.
Die hochselektive und ausbeutereiche plasmachemische Bromierung von Polyolefinoberflächen wurde auf graphitische Materialien übertragen. Oberflächen von graphenartigem Highly Oriented Pyrolytic Graphite (HOPG), natürlichem Graphit, mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren (MWCNT) sowie Kohlenstoff-Fasern wurden im Bromdampfplasma behandelt. Während die Bromierung von Polyolefinoberflächen als radikalische Wasserstoffabstraktion mit nachfolgender Addition (Rekombination) oder durch nucleophile Substitution an sp³-hybridisierten C-Atomen abläuft, können graphitische Strukturen sowohl an sp³-hybridisierten Strukturdefekten als auch durch elektrophile Addition an vollständig C-substituierte aromatische Doppelbindungen bromiert werden. Dabei werden die planaren (graphitischen) sp²-C-Atome in die tetraedrische sp³-Hybridisierung umgewandelt und zu elektrisch nichtleitenden Strukturen gefaltet.
Die maximalen Bromausbeuten bei Verwendung von Brom als Plasmamedium lagen je nach Substrat zwischen 1050% Br/C, mit Bromoform deutlich darüber, was durch Kombinationen von Bromoform mit Brom oder Allylbromid mit Bromoform durch Schichtbildung auf über 70% Br/C gesteigert werden konnte.
An die C-Br-Gruppen wurden nasschemisch verschiedene Amine nucleophil gepfropft. Die Pfropfausbeuten von 110 Moleküle je 100 C lagen deutlich niedriger als die erreichten Pfropfgrade von etwa 122 Moleküle je 100 C-Atome an Polyolefinoberflächen. Da nach der chemischen Pfropfung nahezu alle nichtgepfropften Br-Gruppen verschwunden waren, muss auf eine bevorzugte Rekonstruktion der planaren sp²-Graphitschicht geschlossen werden.
Brominated single-walled carbon nanotubes [(Br)n-SWCNT) produced by the plasma-chemical technique were involved in the liquid-phase process of hydrocarbons aerobic oxidation. The significant catalytic effect of the (Br)n-SWCNT was revealed at first by the cumene initiated model oxidation and then in experiments on profound aerobic oxidation of petroleum naphthenic fraction derived from the commercial Azerbaijan (Baku) oils blend diesel cut. The ability of (Br)n-SWCNT to accelerate the aerobic oxidation of the hydrocarbons was found out for the first time. Obviously this phenomenon originates from the peculiarities of electronic configuration of the (Br)n-CNT patterns. The plausible mechanism of (Br)n-SWCNT catalytic action is inclined to the formation of reactive oxygen species. The catalytic activity of (Br)n-SWCNT markedly exceeds the activity of the industrial catalysts, manganese salt of indigenous petroleum acids, used for the liquid phase petroleum hydrocarbons oxidation process.
Plasma-chemical bromination has been shown to be well-suited for highly selective and efficient C–Br-functionalization of polyolefin surfaces and has now been applied to graphitic materials, including highly oriented pyrolytic graphite (HOPG), natural graphite, carbon nanotubes, and graphitized carbon fibres. In contrast to the radical substitution of hydrogen by bromine at hydrogen-terminated sp3-hybridized carbon, bromination of all-carbon bound sp2-hybridized carbon in graphene requires addition to aromatic double bonds. The related change of sp2 to sp3 hybridization of the carbon atoms involved helps to explain experimental results of a loss in surface planarity on brominated HOPG. Bromine concentrations of up to 50 bromine atoms per 100 C-atoms were achieved in elemental bromine vapour under low-pressure plasma conditions using low-energetic inductively coupled radio-frequency plasma excitation. The time scale of the bromination progress was found to increase with the specific surface area of the material. The results of plasma-chemical bromination are compared to that of wet-chemical electrophilic addition reactions, which achieved 28 Br per 100 C for MWCNT. The resulting C–Br bonds from plasma-chemical processing of graphitic materials were shown to be well-suited for hydroxyl functionalization and for grafting of organic molecules by nucleophilic substitution with 1,6-diaminohexane and (3-aminopropyl)triethoxysilane.
Die Produktion von neuen effektiven und 'grünen' Weichmachern für Polyvinylchlorid (PVC) stellt eine der großen Herausforderungen in der chemischen Industrie dar. In diesem Beitrag wird über Ergebnisse von Untersuchungen berichtet, in denen symmetrische Ester einer Reihe von Fettsäuren und Triethylenglykol (TEG) gewonnen wurden und die als effektive Plastifizierungskomponenten verwendet wurden. Die Veresterung wurde unter Zugabe von Titandioxid Degussa P-25 in Nanopartikelgröße als umweltverträgliche Technologie durchgeführt. Eine gute Verträglichkeit und eine niedrige Flüchtigkeit der Ester auf Biobasis in den PVC-Rezepturen werden gezeigt und es konnten bessere physiko-mechanische Eigenschaften der PVC-Komposite eingestellt werden. Die Ester können als effektive und umweltfreundliche PVC-Weichmacher und als Ersatz für herkömmliche Phtalate empfohlen werden.
Long-term behaviour of geosynthetic drains - excavations on landfills after up to 12 years service
(2002)
Factors affecting the intrinsic anti-oxidative activity of carbon-nanofibers - Metallic impurities
(2009)
Nanotubes und Nanofasern (CNT, CNF) besitzen inhärente antioxidative Eigenschaften. Diese Fähigkeit könnte sehr nützlich für die Langzeitstabilität entsprechender Polymercomposite sein. Sie haben Elektronenaffinitäten ähnlich der von Fullerenen und sind deshalb in der Lage, Radikalfallen darzustellen und damit radikalische Kettenreaktionen zu unterbinden. Hier wurde die anti-oxidative Aktivität kommerzieller Nanofasern von Fischgrätenstruktur untersucht. Zunächst wurde der quantitative Einfluss von Ni-Verunreinigungen erfasst. Die eigentliche anti-oxidative Wirkung wurde mit einer aeroben Modelloxidation von Cumol verifiziert und deren kinetischen Parameter für kommerzielle und besonders gereinigte CNF-HBs bestimmt. CNF-HB inhibiert die Modellreaktion durch Einfangen der Peroxiradikale. Die Oxidation vollzieht sich nach einer ausgeprägten Induktionsphase in semi-logarithmischer Abhängigkeit für die speziell gereinigten Spezies. Es konnten erstmals die effektive Konzentration an inhibierenden Zentren und die Inhibierungs-Geschwindigkeitskonstante für CNF-HB bestimmt werden. Die Inhibierungs-Geschwindigkeitskonstante beträgt k7 = (6 ± 1.0) × 103lmol-1 s-1 und liegt damit in der für Anti-Oxidanzien erwarteten Größenordnung.