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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Caracterização óptica de suspensões de nanotubos de carbono de parede única quiralmente enriquecidas por cromatografia
Authors: Rafael Nunes Gontijo
First Advisor: Cristiano Fantini Leite
First Co-advisor: Gustavo Almeida Magalhaes Safar
First Referee: Luiz Gustavo de Oliveira Lopes Cancado
Second Referee: Clascidia Aparecida Furtado
Abstract: Nanotubos de carbono de parede única (NTs) tem a interessante propriedade de poderem ser tanto metálicos quanto semicondutores, dependendo unicamente de características geométricas (diâmetro e quiralidade). Em qualquer processo de produção de NTs obtém-se uma grande distribuição de diâmetros, o que pode ser um entrave paraas possíveis aplicações. Além disso, é necessário que o caráter eletrônico dos NTs seja bem definido. Neste contexto, foram desenvolvidas técnicas para a separação dos NTs. Duas destasque podem ser destacadas são a ultracentrifugação em gradiente de densidade (DGU) e a cromatografia em coluna. A cromatografia em coluna, técnica baseada na afinidade eletrônica entre as espécies de NTs e o meio da coluna, foi usada neste trabalho para a obtenção de amostras enriquecidas com diâmetros específicos. O foco deste trabalho é a caracterização óptica das amostras separadas combinandoas técnicas de espectroscopia Raman e de absorção óptica. Por meio da espectroscopia Raman é possível obter a concentração relativa entre todas as espécies de NTs presentes nas amostras separadas com a análise dos perfis de excitação Raman para o modo de respiração radial (RBM). Este modo é característico para cada espécie de NT por ter uma relação com o diâmetro do mesmo. Em conjunto com a absorção óptica, esses dados fornecem a concentração absoluta das espécies presentes na amostra. A partir destes dados foi observado que as amostras separadas de NTs (6,5) conseguem um enriquecimento de 60% desta espécie na concentração relativa e amostras separadas de NTs (7,6) conseguem um enriquecimento de quase 80%. Na combinação das duas técnicas, conseguimos uma forma simples e confiável para fazer a caracterização das amostras separadas, pois é possível observar a contribuição individual de cada espécie presente na amostra e obter parâmetros que possibilitam a caracterização de outras dispersões de NTs por este método.
Abstract: Single Wall Carbon Nanotubes (NTs) have the interesting property of being both metallic and semiconducting, depending uniquely on its geometric characteristics (diameter and chirality). Any NT production process has a large diameter distribution, which can be a hindering for its possible applications in which it is necessary that the electronic character of the NTs is well defined. In this context, separation techniques for sorting the NTs have been developed. Two of these that can be highlighted are the density gradient ultracentrifugation (DGU) and the column chromatography, technique based in the electronic affinity between NTs species and the column medium, was used in this work for obtaining separated and enriched samples of NTs. The focus of this work is the optical characterization of the separated samples combining both Raman spectroscopy and optical absorption. By means of RamanSpectroscopy, it is possible to obtain the relative concentration among the NTs species in the separated samples by the analysis of the Raman excitation profile for the radial breathing mode (RBM). This is a characteristic Raman mode for each NT species for its relation with the NT diameter. Along with the optical absorption, these data provide theabsolute concentration of the species present in the sample. From these data, it was observed that (6,5) enriched NT samples can reach an enrichment of 60% of this species in the relative concentration and (7,6) enriched NT samples can reach an enrichment of nearly 80%.Combining both techniques, a simple and trustworthy method for characterizing the separated samples is achieved, for it is possible to see the individual contribution of each species for the sample, which enables the characterization of other NTs dispersions.
Subject: Física
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AA5JCH
Issue Date: 13-Aug-2015
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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