The Role of Carboxylated Carbonaceous Fragments in the Functionalization and Spectroscopy of a Single‐Walled Carbon‐Nanotube Material

Abstract

The majority of carboxylic acid groups formed after treatment of a single‐walled carbon nanotube (SWCNT) material with nitric acid are present on carboxylated carbonaceous fragments (CCFs) (see figure). These CCFs are removed from the SWCNTs by treatment with NaOH solution and identified as carriers of the COOH functionality, implying that previous reports claiming side‐wall functionalization of the SWCNTs with COOH groups should be reconsidered.

An efficient method for the carboxylation of few-wall carbon nanotubes with little damage to their sidewalls

“…In previous reports, it has been observed that high temperature oxidation treatments using HNO 3 on SWCNTs may generate carbonaceous debris adsorbed on the nanotubes surface containing the great majority of carboxylic groups [40]. This carbonaceous material (also known as fulvic acid) has also been observed in oxidized MWCNTs [41,42] which was then removed after a basic treatment with NaOH, thus decreasing the amount of functional groups anchored to the CNT sidewalls.…”

A highly efficient and versatile carbon nanotube/ceramic composite filter

“…The chemical and thermal treatments used during functionalization can affect the nature and concentration of the surface functional groups displayed. Note that however, it is also likely that the presence of fulvic acids during the nitric acid functionalization of the filter could result in additional oxygen groups on the CNT surface, which also contributed to the adsorption process [29][30][31]. Base wash is an effective approach for completely neutralizing this effect which has not been considered in present work.…”

Citotoxicidade e genotoxicidade de nanotubos de carbon

“…No caso da purificação já é bem conhecido que a remoção dessas impurezas pode ser conduzida em grandes quantidades, porém a eliminação efetiva das várias impurezas depende muito da metodologia aplicada e esta quando não realizada com cuidado pode provocar uma série de defeitos estruturais, fracionamento e/ ou destruição dos NTCs. 112,113 Dependendo do fornecedor ou do método usado na produção dos NTCs várias nanoestruturas podem estar presentes e os métodos de purificação nem sempre podem ser estendidos para qualquer tipo de amostra, pois a eficiência das metodologias pode depender muito das impurezas e do tipo de NTC da amostra. Por exemplo, a ação do ácido nítrico concentrado sobre os NTCs depende do seu diâmetro, densidade de defeitos, presença ou não de carbono amorfo, do empilhamento e número de camadas de grafeno que constituem a sua superfície.…”

“…Por exemplo, NTCPM hidrofóbicos sem processamento pós-síntese apresentam menor toxicidade do que esta mesma amostra tratada com ácido nítrico. 117 Essas variáveis também se aplicam para as várias metodologias de funcionalização, já que mesmo com os avanços obtidos a maioria dos tratamentos químicos pode gerar resíduos, fragmentos de tubos oxidados e fragmentos de carbonos carboxilados denominados debris, 112,113 ou outras nanoestruturas. Por exemplo, o uso de ácido nítrico concentrado pode gerar fragmentos de carbonos carboxilados debris, principalmente quando durante o processo de purificação não se remove o carbono amorfo das paredes dos tubos.…”

“…: H 2 SO 4 /KMnO 4 ) danificam intensamente as paredes dos tubos e podem induzir a formação de fragmentos de carbono. 112,113 Estes fragmentos podem estar envolvidos na toxicidade de amostras purificadas e explicariam os resultados de maior toxicidade para amostras purificadas do que para amostras não purificadas, 127,128 ou de mesmo potencial genotóxico antes e após a purificação. 75 Para experimentos em culturas de células exige-se esterilização da amostra em estudo (para que não haja contaminantes biológicos -micobactérias, bactérias e esporos de fungos).…”