Anchorage of small cluster of manganese oxide, zinc oxide and silver on nitrogen doped and functionalized carbon nanotubes

Abstract

"Los nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNTs) exhiben excelentes propiedades mecánicas y electrónicas. Debido a su estructura y tamaño, los MWCNTs podrían ser utilizados como sustratos para la deposición de nanopartículas metálicas u óxidos metálicos que permitan el desarrollo de novedosos materiales compuestos. Estos materiales podrían ser utilizados como catalizadores, adsorbedores de gases, intercambiadores de iones, sensores químicos, bio-marcadores, etc. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos al utilizar los MWCNTs como sustratos para el crecimiento de nanopartículas de óxido de zinc (ZnO), óxido de manganeso (III) (-Mn2O3) y plata (Ag). Nanopartículas de ZnO han sido eficiente y homogéneamente ancladas en dos tipos de nanotubos de carbono. Hemos utilizado como sustrato a nanotubos de carbono dopados con nitrógeno (CNx-MWNTs) y nanotubos de carbono funcionalizados con grupos carbonilo e hidroxilo (COx-MWNTs). El tamaño de partícula más pequeño fue obtenido utilizando los COx-MWNTs con un diámetro medio de partícula de 4.1 nm. Posteriormente, se desarrolló una novedosa metodología que nos permitió recubrir eficientemente a los MWCNTs con -Mn2O3 (tamaño de partícula desde 6 a 10 nm), sin emplear reactivos costosos y/o peligrosos. Finalmente, se diseñó un proceso sencillo para el anclaje de partículas de plata en diferentes tipos de nanotubos de carbono. Este método permite depositar nanopartículas de Ag (con un tamaño de partícula de 3 a 7 nm) sin el uso de agentes reductores externos, en este caso los MWCNTs podrían actuar como agentes reductores."

"Multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) exhibit outstanding mechanical and electronic properties. Due to their structure, the MWCNTs could also play an important role as substrates for the deposition of metal and metal oxide nanoparticles that allow the development of novel composite materials. These materials could be used as catalysts, gas sensors, ion-exchange materials, gas adsorbers, biomarkers, drugs delivery systems, etc. The results obtained from the use of the MWCNTs as substrates for metal and metal oxide (e.g. ZnO, -Mn2O3 and Ag) nanoparticles are presented in this work. ZnO nanoparticles have been efficiently and homogeneously anchored on the surfaces of two types of carbon nanotubes. We use nitrogen-doped (CNx-MWNTs) and functionalized carbon nanotubes with oxygen groups (COx-MWNTs) as substrate. The smallest particles were deposited on the COx-MWNTs with a mean size of 4.1 nm. Furthermore, we developed a novel methodology that allows us to coat efficiently carbon nanotubes with -Mn2O3 nanoparticles (particle size from 6 to 10 nm) without employing expensive and hazardous chemicals. Finally, we developed a simple process able to anchor efficiently small Ag nanoparticles on different carbon nanotubes. This method is able to attach Ag particles (ranging from 3 to 7 nm in size) without any external reducing agent. In this case, the CNTs could act as reducing agents for the silver ions."