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.pdf

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1、物理化学学~E(WuliHuaxueXuebao)1764ActaP．一Chim．Sin．2014，30(9)，1764—1770September【Article】doi：10．3866／PKU．WHXB201407032www．whxb．pku．edu．cn多糖凝胶的孑L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(合肥工业大学化学工程学院，合肥230009；中国科学院苏』1、I纳米技术与纳米仿生研究所，江苏苏州I215123)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(

2、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在一系列不同孑L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l；l~；fL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Superdex200和

3、Sepharose2B凝胶会增强它们与SWCNTs之问的作用力，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SephacrylS100类似的孔径范围，当Sephac~l凝胶中的氨基被疏水环氧丙烷基团取代时，葡聚糖凝胶SephadexG100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．关键词：单壁碳纳米管：分离：孔径范围：化学结构：多糖凝胶色谱柱中图分

4、类号：0649EfectsofPore·SizeRangeandCompositionofPOIysaccharideGelsonFlowBehaviorsandSelectiveSortingofSingle-WalledCarbonNanotubesYANGPeng’TANFu—RuiZHANGJingJINHe—HuaLIHong-Bo’LIUChun—Hua’’LIQing—Wenf‘SchoolofChemicalEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,尸R．C

5、hina；SuzhouInstituteofNano—techandNano—bionics，ChineseAcademyofScience，Suzhou215123，JiangsuProvince,尸R．China)Abstract：Weusedgel-columnchromatographytoshowtheefectsofthepore—sizerangeandchemicafcompositionofporouspolysaccharidegelsontheflowcharacteristicsandmetal／semicon

6、ductor(m／s)separationofdispersedsingle—walledcarbonnanotubesfSWCNTs)．ComparativestudiesoftheflowbehaviorsofdispersedSWCN1_sinaseriesofSephacwIgelswithdiferentporesizesshowedthatasmalIpore-sizerangeincreasedtheinteractionstrengthofSWCNTswithgels，leadingtorapidflowofthick

7、ermetallic(m-)SWCNTsthroughgelbeads，andtheselectiveentrapmenlofthinnersemiconducting(s．)SWCNTs．WealsofoundthattheefectofthegeIcompositionwasmoreimportantthanthatofthegeIporosityonthesortingofSWCNTs．Whentheaminegroupinthedextran-basedSephac~lgelwasreplacedbyagarose，e．g．，

8、Superdex200orSepharose2Bgel，theinteractionwiththedispersedSWCNTswasenhanced．resultinginslowingdownofboththem—a