Abstract

We have studied the consequence of different functionalization types onto the decoration of multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs) surface by nanoparticles of bismuth and nickel oxides. Three organic molecules were considered for the functionalization: 5-amino-1,2,3-benzenetricarboxylic acid, 4-aminobenzylphosphonic acid and sulfanilic acid. Nanotubes modification with in situ created diazonium salts followed by their impregnation with suitable salts [ammonium bismuth citrate and nickel (II) nitrate hexahydrate] utilizing infrared (IR) irradiation was found the crucial stage in the homogeneous impregnation of functionalized CNTs. Furthermore, calcination of these samples in argon environment gave rise to controlled decorated MWCNTs. The currently used technique is simple as well as effective. The synthesized materials were characterized by XPS, PXRD, FESEM, EDX, HRTEM and Raman spectroscopy. Bismuth oxide decorations were successfully performed using 5-amino-1,2,3-benzenetricarboxylic acid (particle size ranges from 1 to 10 nm with mean diameter ~ 2.4 nm) and 4-aminobenzylphosphonic acid (particle size ranges from 1 to 6 nm with mean diameter ~ 1.9 nm) functionalized MWCNTs. However, only 4-aminobenzylphosphonic acid functionalized MWCNTs showed strong affinity towards oxides of nickel nanoparticles (mainly in hydroxide form, particles size ranging from 1 to 6 nm with mean diameter ~ 2.3 nm). Thus, various functions arranged in the order of their increasing anchoring capacities are as follows: sulfonic < carboxylic < phosphonic. The method is valid for large-scale preparations. These advanced nanocomposites are potential candidates for various applications in nanotechnology.

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中文翻译：

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不同取代的苯胺官能化的MWCNT固定Bi和Ni纳米粒子的氧化物

摘要

我们已经研究了不同功能化类型对铋和氧化镍纳米粒子在多壁碳纳米管（MWCNT）表面装饰上的影响。考虑将三种有机分子用于官能化：5-氨基-1，2，3-苯三甲酸，4-氨基苄基膦酸和磺胺酸。发现纳米管用原位产生的重氮盐进行修饰，然后通过红外（IR）辐照用适当的盐[柠檬酸铋铵和六水合硝酸镍（II）硝酸盐]进行浸渍，这是功能性CNT均匀浸渍的关键阶段。此外，在氩气环境中这些样品的煅烧产生了受控的修饰的MWCNT。当前使用的技术既简单又有效。合成的材料用XPS，PXRD，FESEM，EDX，HRTEM和拉曼光谱。使用5-氨基-1,2,3-苯三甲酸（粒径范围为1至10 nm，平均直径〜2.4 nm）和4-氨基苄基膦酸（粒径范围为1至6 nm，采用平均直径约1.9 nm）功能化的MWCNT。然而，只有4-氨基苄基膦酸官能化的MWCNT对镍纳米颗粒的氧化物表现出很强的亲和力（主要为氢氧化物形式，粒径范围为1至6 nm，平均直径约为2.3 nm）。因此，按其增加的锚定能力的顺序排列的各种功能如下：磺酸＜羧酸＜膦酸。该方法适用于大规模制备。这些先进的纳米复合材料是纳米技术中各种应用的潜在候选者。HRTEM和拉曼光谱。使用5-氨基-1,2,3-苯三甲酸（粒径范围为1至10 nm，平均直径〜2.4 nm）和4-氨基苄基膦酸（粒径范围为1至6 nm，采用平均直径约1.9 nm）功能化的MWCNT。然而，只有4-氨基苄基膦酸官能化的MWCNT对镍纳米颗粒的氧化物表现出很强的亲和力（主要为氢氧化物形式，粒径范围为1至6 nm，平均直径约为2.3 nm）。因此，按其增加的锚定能力的顺序排列的各种功能如下：磺酸＜羧酸＜膦酸。该方法适用于大规模制备。这些先进的纳米复合材料是纳米技术中各种应用的潜在候选者。HRTEM和拉曼光谱。使用5-氨基-1,2,3-苯三甲酸（粒径范围为1至10 nm，平均直径〜2.4 nm）和4-氨基苄基膦酸（粒径范围为1至6 nm，采用平均直径约1.9 nm）功能化的MWCNT。然而，只有4-氨基苄基膦酸官能化的MWCNT对镍纳米颗粒的氧化物表现出很强的亲和力（主要为氢氧化物形式，粒径范围为1至6 nm，平均直径约为2.3 nm）。因此，按其增加的锚定能力的顺序排列的各种功能如下：磺酸＜羧酸＜膦酸。该方法适用于大规模制备。这些先进的纳米复合材料是纳米技术中各种应用的潜在候选者。

图形摘要