Non-covalent interactions of metal phthalocyanines with carbon nanotubes
| Promotie: | Mw. L.M. (Lina) Bolivar Pineda |
| Wanneer: | 13 juni 2023 |
| Aanvang: | 16:15 |
| Promotors: | prof. P. (Petra) Rudolf, prof. dr. V.A. Basiuk |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Nieuwe functies voor koolstof nanobuizen
Niet-covalente functionalisering van koolstofnanobuizen met thermisch stabiele macrocyclische moleculen zoals ftalocyaninen is van groot belang vanwege de synergetische eigenschappen van beide componenten, waardoor hun potentieel voor technologische toepassing aanzienlijk toeneemt. Niet-covalente functionalisering vindt plaats via depositie of adsorptie van moleculen op het oppervlak van het koolstofnanomateriaal. Dit heeft als voordeel dat de grafiet- of honingraatstructuur van het materiaal behouden blijft, aangezien er geen nieuwe chemische bindingen worden gevormd.
Het promotieonderzoek van Lina Bolivar Pineda richtte zich op de depositie van metaalftalocyaninen op enkelwandige koolstofnanobuizen via middel van sublimatie- en refluxmethoden. Aangeziem ftalocyaninen met zeldzame aardmetalen niet commercieel verkrijgbaar zijn heeft Bolivar Pineda ze gesynthetiseerd met de solvothermische methode.
De gefunctionaliseerde nanobuisjes met de ftalocyaninen zijn vervolgens gekarakteriseerd via een reeks analytische technieken en getest als elektrokatalysator voor watersplitsing. Moleculaire mechanica en dichtheidsfunctionaaltheorie zijn gebruikt om de niet-covalente hybriden van de nanobuisjes en macrocyclische moleculen te modelleren. Dit gaf inzicht in de trends van de elektronische eigenschappen van de hybriden, mogelijke structurele verandering van de ftalocyaninen op het gebogen oppervlak van het nanobuisje, de invloed van de aard van de metaalftalocyanine, en het effect van de chiraliteit en defecten van het nanobuisje.
Samenvattend heeft Bolivar Pineda aangetoond dat ftalocyanine adsorptie kan is te realiseren op het oppervlak van individuele nanobuizen en/of op agglomeraten. Tenslotte heeft zij een koolstofhoudend materiaal verkregen tijdens het zuiveringsproces van metaalvrije ftalocyaninen door sublimatie, geïdentificeerd als stikstof-gedoteerde koolstof nanovezels uit de oxidatieve ontleding van de macrocyclus.
Het promotieonderzoek van Lina Bolivar Pineda vond plaats bij de afdeling Oppervlakken en Dunne Lagen van het Zernike Institute for Advanced Materials met financiering via Mexico CONACYT en de Surfaces and Thin Films groep van de RUG.