利用烷基化纖維素分離、萃取高純度半導體型奈米碳管

 

刊登日期:2024/8/15
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日本產業技術綜合研究所(AIST)與京都工藝纖維大學、奈良先端科學技術大學院大學利用烷基化纖維素(Alkylated Cellulose)做為萃取劑,並實證確認可選擇性地分離萃取出純度約98%的半導體奈米碳管(CNT)。研究團隊透過烷基類型、取代度、分子量等分子結構對於分離效率的影響調查,發現適度取代的己基纖維素(Hexyl Cellulose)適用於選擇性萃取半導體型CNT。

研究中將使用了以乙基、丁基、己基、辛基取代之纖維素的分散液進行紫外-可見-近紅外線吸收光譜測定,結果顯示半導體型CNT的分離選擇性取決於烷基化的側鏈長度。當使用己基纖維素時,幾乎未觀察到金屬CNT的吸收(M11),且從萃取的半導體型CNT亦未觀察到電漿共振(Plasmon Resonance)吸收。另從共振拉曼光譜(Resonance Raman Spectrum)也確認了半導體型CNT的高選擇性。

此外,研究團隊針對成膜CNT的熱電特性進行調查,發現以己基纖維素萃取的半導體型CNT膜展現出的熱電動勢是未分離精製CNT的3~4倍(由於化學氧化之高摻雜狀態約為100μV K-1)。且此CNT膜表現出的功率因數是未精製CNT膜的約10倍,且是利用既有導電性高分子抽出法製成之半導體CNT膜的約3倍(283 μW m-1K-2)。另一方面,由於萃取劑可利用容易取得且低價格的原料進行調製,故可望有助於高品質半導體型CNT的穩定供應。


資料來源: https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2024/pr20240710_2/pr20240710_2.html
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