Czasopismo | PRZEMYSŁ CHEMICZNY | Rocznik 2017 - zeszyt 1

Nitrogen-doped carbon nanotubes. Synthesis and uses Nanorurki węglowe domieszkowane azotem. Synteza i zastosowania

10.15199/62.2017.1.26

nr katalogowy: 103398
10.15199/62.2017.1.26

A review, with 57 refs., of uses of the nanotubes in fuel cells, supercapacitors, batteries, photovoltaic cells, redn. of CO2 and medicine. Przedstawiono rodzaje i właściwości nanorurek węglowych. Szczególną uwagę poświęcono nanorurkom węglowym domieszkowanym azotem (N-CNT). Zaprezentowano sposoby syntezy oraz modyfikacji N-CNT. Omówiono także możliwości wykorzystania nanorurek jako elektrod w urządzeniach do magazynowania i konwersji energii elektrycznej oraz w elektrokatalizie. Materiały węglowe, w zależności od formy w jakiej występują, posiadają zróżnicowane właściwości fizykochemiczne, które dodatkowo można zmieniać poprzez odpowiednią modyfikację lub domieszkowanie innymi pierwiastkami. Spośród licznych form węgla na szczególną uwagę, ze względu na swoje właściwości, zasługują nanorurki węglowe CNT (carbon nanotubes). Są to struktury powstałe w wyniku zrolowania pojedynczej warstwy grafenu. W zależności od liczby warstw można wyróżnić CNT wielościenne MWCNT (multi- -walled carbon nanotubes), dwuścienne DWCNT (double-walled carbon nanotubes) i jednościenne SWCNT (single-walled carbon nanotubes) (rys. 1). W zależności od skręcenia, czyli sposobu, w jaki łączą się ze sobą krawędzie grafenu (rys. 2), nanorurki mogą zachowywać się zarówno jako półprzewodniki, jak i jako metale. CNT zwinięte równolegle do wiązań C-C wykazują właściwości półprzewodnikowe, a zrolowane wzdłuż osi prostopadłej zachowują się jak metale1). Atomy węgla Politechnika Gdańska Anna Dettlaff*, Monika Wilamowska-Zaw łocka, Ewa Klugmann-Radziemska Nitrogen-doped carbon nanotubes. Synthesis and uses Nanorurki węglowe domieszkowane azotem. Synteza i zastosowania DOI: 10.15199/62.2017.1.26 Dr inż. Monika WILAMOWSKA-ZAWŁOCKA jest absolwentką Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej. Studia doktoranckie ukończyła w 2011 r., następnie odbyła roczny staż na Technicznym Uniwersytecie w Darmstadt, Niemcy. Od 2013 r. pracuje w Politechnice Gdańskiej na st[...]

Bibliografia

[1] L. Dai, D.W. Chang, J.-B. Baek, W. Lu, Small 2012, 8, 1130.
[2] X. Sun, H. Sun, H. Li, H. Peng, Adv. Mater. 2013, 25, 5153.
[3] K. Kordatos, A.D. Vlasopoulos, S. Strikos, A. Ntziouni, S. Gavela, S. Trasobares, V. Kasselouri-Rigopoulou, Electrochim. Acta 2009, 54, 2466.
[4] X. Bai, X. Hu, S. Zhou, J. Yan, C. Sun, P. Chen, L. Li, Electrochim. Acta 2013, 87, 394.
[5] D. Tasis, N. Tagmatarchis, A. Bianco, M. Prato, Chem. Rev. 2006, 106, 1105.
[6] S. Van Dommele, Nitrogen doped carbon nanotubes. Synthesis, characterization and catalysis, rozprawa doktorska, Utrecht University Repository 2008.
[7] B. Dawoud, E. Amer, D. Gross, Int. J. Energy Res. 2007, 31, 135.
[8] Q. Wei, X. Tong, G. Zhang, J. Qiao, Q. Gong, S. Sun, Catalysts 2015, 5, 1574.
[9] C.P. Ewels, M. Glerup, J. Nanosci. Nanotechnol. 2005, 5, 1345.
[10] U. Dettlaff-Weglikowska, J.-M. Benoit, P.-W. Chiu, R. Graupner, S. Lebedkin, S. Roth, Curr. Appl. Phys. 2002, 2, 497.
[11] R. Chetty, S. Kundu, W. Xia, M. Bron, W. Schuhmann, V. Chirila, W. Brandl, T. Reinecke, M. Muhler, Electrochim. Acta 2009, 54, 4208.
[12] M. Scardamaglia, C. Struzzi, F.J. Aparicio Rebollo, P. De Marco, P.R. Mudimela, J.-F. Colomer, M. Amati, L. Gregoratti, L. Petaccia, R. Snyders, C. Bittencourt, Carbon N.Y. 2015, 83, 118.
[13] Y.H. Lai, H. Bin Lian, K.Y. Lee, Diam. Relat. Mater. 2009, 18, 544.
[14] G.R.S. Iyer, P.D. Maguire, J. Mater. Chem. 2011, 21, 16162.
[15] T.C. Nagaiah, S. Kundu, M. Bron, M. Muhler, W. Schuhmann, Electrochem. Commun. 2010, 12, 338.
[16] Z. Zhao, Z. Yang, Y. Hu, J. Li, X. Fan, Appl. Surf. Sci. 2013, 276, 476.
[17] B. Pan, D. Cui, R. He, F. Gao, Y. Zhang, Chem. Phys. Lett. 2006, 417, 419.
[18] A. Joshi, T.C. Nagaiah, RSC Adv. 2015, 5, 105119. 222 96/1(2017)
[19] L. Hussein, RSC Adv. 2016, 6, 13088.
[20] H.J. Cho, H. Kondo, K. Ishikawa, M. Sekine, M. Hiramatsu, M. Hori, Jpn. J. Appl. Phys. 2014, 53, 040307.
[21] L. Wang, R. Wang, H. Zhao, L. Liu, D. Jia, Mater. Lett. 2015, 149, 85.
[22] D. Hulicova-Jurcakova, M. Kodama, S. Shiraishi, H. Hatori, Z.H. Zhu, G.Q. Lu, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1800.
[23] K.-S. Kim, S.-J. Park, J. Electroanal. Chem. 2012, 673, 58.
[24] A. Zhao, J. Masa, M. Muhler, W. Schuhmann, W. Xia, Electrochim. Acta 2013, 98, 139.
[25] D.P. Dubal, N.R. Chodankar, Z. Caban-Huertas, F. Wolfart, M. Vidotti, R. Holze, C.D. Lokhande, P. Gomez-Romero, J. Power Sources 2016, 308, 158.
[26] C. Ewels, M. Glerup, V. Krstic, Chemistry of carbon nanotubes, American Scientific Publishers, 2007.
[27] W.Y. Wong, W.R.W. Daud, A.B. Mohamad, K.S. Loh, Int. J. Hydrogen Energy 2015, 40, 11444.
[28] Q. Zhao, X. Wang, H. Xia, J. Liu, H. Wang, J. Gao, Y. Zhang, J. Liu, H. Zhou, X. Li, S. Zhang, X. Wang, Electrochim. Acta 2015, 173, 566.
[29] R. Silva, D. Voiry, M. Chhowalla, T. Asefa, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 7823.
[30] P.P. Sharma, J. Wu, R.M. Yadav, M. Liu, C.J. Wright, C.S. Tiwary, B.I. Yakobson, J. Lou, P.M. Ajayan, X.D. Zhou, Angew. Chemie - Int. Ed. 2015, 54, 13701.
[31] W. Xia, J. Masa, M. Bron, W. Schuhmann, M. Muhler, Electrochem. Commun. 2011, 13, 593.
[32] M. Vikkisk, I. Kruusenberg, U. Joost, E. Shulga, K. Tammeveski, Electrochim. Acta 2013, 87, 709.
[33] T. Sharifi, F. Nitze, H.R. Barzegar, C.W. Tai, M. Mazurkiewicz, A. Malolepszy, L. Stobinski, T. Wagberg, Carbon N.Y. 2012, 50, 3535.
[34] W.Y. Wong, W.R.W. Daud, A.B. Mohamad, A.A.H. Kadhum, K.S. Loh, E.H. Majlan, K.L. Lim, Electrochim. Acta 2014, 129, 47.
[35] H.T. Chung, P. Zelenay, Chem. Commun. 2015, 51, 13546.
[36] Y. Wang, Y. Liu, W. Liu, H. Chen, G. Zhang, J. Wang, Mater. Lett. 2015, 154, 64.
[37] T. Pan, H. Liu, G. Ren, Y. Li, X. Lu, Y. Zhu, Sci. Bull. 2016, 61, 889.
[38] W.J. Lee, U.N. Maiti, J.M. Lee, J. Lim, T.H. Han, S.O. Kim, Chem. Commun. 2014, 50, 6818.
[39] J. Vivekananthan, J. Masa, P. Chen, K. Xie, M. Muhler, W. Schuhmann, Electrochim. Acta 2015, 182, 312.
[40] T. Sharifi, G. Hu, X. Jia, T. Wågberg, ACS Nano 2012, 6, 8904.
[41] S. Hussain, R. Amade, E. Jover, E. Bertran, J. Mater. Sci. 2013, 48, 7620.
[42] L. Zhao, L.-Z. Fan, M.-Q. Zhou, H. Guan, S. Qiao, M. Antonietti, M.-M. Titirici, Adv. Mater. 2010, 22, 5202.
[43] A.U. Haq, J. Lim, J.M. Yun, W.J. Lee, T.H. Han, S.O. Kim, Small 2013, 9, 3829.
[44] X. Lu, Y. Hu, L. Wang, Q. Guo, S. Chen, S. Chen, H. Hou, Y. Song, Electrochim. Acta 2016, 189, 158.
[45] C.C. Li, H. Yu, Q. Yan, H.H. Hng, Electrochim. Acta 2016, 187, 406.
[46] J. Wu, W. Yin, W. Liu, P. Guo, G. Liu, X. Liu, D. Geng, W. Lau, H. Liu, L. Liu, J. Mater. Chem. A Mater. Energy Sustain. 2016, 4, 10940.
[47] S.Y. Wang, X.S. Zhao, T. Cochell, A. Manthiram, J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 2164.
[48] J. Song, C. Zhu, S. Fu, Y. Song, D. Du, Y. Lin, J. Mater. Chem. A 2016, 4, 4864.
[49] J.U. Lee, Appl. Phys. Lett. 2005, 87.
[50] A. Drygała, L.A. Dobrzański, M. Szindler, M. Prokopiuk vel Prokopowicz, M. Pawlyta, K. Lukaszkowicz, Arch. Metall. Mater. 2016, 61, 803.
[51] M.A. Reed, Y. Jung, X. Li, N.K. Rajan, A.D. Taylor, Nano Lett. 2013, 13, 95.
[52] Y. Xing, X. Zheng, Y. Wu, M. Li, W. Zhang, C. Li, Chem. Commun. 2015, 51, 8146.
[53] B. Kumar, M. Asadi, D. Pisasale, S. Sinha-Ray, B. a Rosen, R. Haasch, J. Abiade, A.L. Yarin, A. Salehi-Khojin, Nat. Commun. 2013, 4, 2819.
[54] M. Homel, T.M. Gür, J.H. Koh, A.V. Virkar, J. Power Sources 2010, 195, 6367.
[55] S. Iqbal, T.E. Davies, J.S. Hayward, D.J. Morgan, K. Karim, J.K. Bartley, S.H. Taylor, G.J. Hutchings, Catal. Today 2016, 272, 74.
[56] B. Hou, H. Zhang, H. Li, Q. Zhu, Chinese J. Chem. Eng. 2015, 23, 974.
[57] J.C. Carrero-Sánchez, A.L. Elías, R. Mancilla, G. Arrellín, H. Terrones, J.P. Laclette, M. Terrones, Nano Lett. 2006, 6, 1609.

Zeszyt


PRZEMYSŁ CHEMICZNY - e-zeszyt (pdf) 2017-1 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - e-zeszyt (pdf) 2017-10 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - e-zeszyt (pdf) 2017-11 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - e-zeszyt (pdf) 2017-12 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Open Access

Zeszyt

2017-1

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma