This invention is directed to making chemical derivatives of carbon
nanotubes and to uses for the derivatized nanotubes, including making
arrays as a basis for synthesis of carbon fibers. In one embodiment, this
invention also provides a method for preparing single wall carbon
nanotubes having substituents attached to the side wall of the nanotube by
reacting single wall carbon nanotubes with fluorine gas and recovering
fluorine derivatized carbon nanotubes, then reacting fluorine derivatized
carbon nanotubes with a nucleophile. Some of the fluorine substituents are
replaced by nucleophilic substitution. If desired, the remaining fluorine
can be completely or partially eliminated to produce single wall carbon
nanotubes having substituents attached to the side wall of the nanotube.
The substituents will, of course, be dependent on the nucleophile, and
preferred nucleophiles include alkyl lithium species such as methyl
lithium. Alternatively, fluorine may be fully or partially removed from
fluorine derivatized carbon nanotubes by reacting the fluorine derivatized
carbon nanotubes with various amounts of hydrazine, substituted hydrazine
or alkyl amine. The present invention also provides seed materials for
growth of single wall carbon nanotubes comprising a plurality of single
wall carbon nanotubes or short tubular molecules having a catalyst
precursor moiety covalently bound or physisorbed on the outer surface of
the sidewall to provide the optimum metal cluster size under conditions
that result in migration of the metal moiety to the tube end.
Αυτή η εφεύρεση κατευθύνεται στην παραγωγή των χημικών παραγώγων του άνθρακα nanotubes και στις χρήσεις για derivatized nanotubes, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής των σειρών ως βάση για τη σύνθεση των ινών άνθρακα. Σε μια ενσωμάτωση, αυτή η εφεύρεση παρέχει επίσης σε μια μέθοδο για τον ενιαίο άνθρακα τοίχων nanotubes που έχει substituents συνδεμένων με τον πλευρικό τοίχο του nanotube από τον αντιδρόντα ενιαίο άνθρακα τοίχων nanotubes το φθόριο αέριο και που ανακτεί derivatized το φθόριο άνθρακα nanotubes, κατόπιν αντιδρών derivatized φθόριο άνθρακας nanotubes με έναν nucleophile. Μερικά από substituents φθορίου αντικαθίστανται από την πυρηνόφιλη αντικατάσταση. Εάν επιδιώκεται, το υπόλοιπο φθόριο μπορεί πλήρως ή μερικώς να αποβληθεί για να παραγάγει τον ενιαίο άνθρακα τοίχων nanotubes να συνδεθεί substituents με τον πλευρικό τοίχο του nanotube. Substituents, φυσικά, θα εξαρτηθούν από τον nucleophile, και προτιμημένος nucleophiles περιλάβετε τα αλκυλικά είδη λίθιου όπως το μεθυλικό λίθιο. Εναλλακτικά, το φθόριο μπορεί πλήρως ή μερικώς να αφαιρεθεί από derivatized το φθόριο άνθρακα nanotubes από τον αντιδρόντα derivatized φθόριο άνθρακα nanotubes με τα διάφορα ποσά υδροζίνης, αντικατασταθείσας υδροζίνης ή αλκυλικής αμίνης. Η παρούσα εφεύρεση παρέχει επίσης τα υλικά σπόρου για την αύξηση του ενιαίου άνθρακα τοίχων nanotubes περιλαμβάνοντας μια πολλαπλότητα του ενιαίου άνθρακα τοίχων nanotubes ή των κοντών σωληνοειδών μορίων που έχουν μια μερίδα προδρόμων καταλυτών συνδεδεμένη covalently ή στην εξωτερική επιφάνεια sidewall για να παρέχει το βέλτιστο μέγεθος συστάδων μετάλλων υπό τους όρους που οδηγούν στη μετανάστευση της μερίδας μετάλλων στο τέλος σωλήνων.
