超声预处理对不同碳纳米材料结构影响的差异:对毒理研究的影响

摘要

超声是分散碳纳米颗粒常用的方法，本研究选取四种不同形貌的碳纳米材料，研究温和水浴超声预处理对纳米碳结构的改变，运用X射线光电子能谱、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱、拉曼光谱等多种方法对结构进行表征。同时考察低浓度过氧化氢存在对结构的影响。H2O2普遍存在于天然水体中，被运用于多种化学反应，也可用于纳米碳管的纯化。结果表明：经过超声预处理水相中C60发生明显氧化，生成与光转化类似的氧化衍生物，含氧量从原始的9.44%增加至27.58%。固相C60也发生一定的氧化，但氢化产物更明显，氢含量从原始的0.66%增加至5.90%。H2O2的添加使得衍生化现象更为显著。相同情况下超声预处理对纳米碳管却产生相反的影响，表现为纯化及分散作用，碳管表面的氧含量及碳管缺陷度显著降低。这种差异性主要来自于碳管与C60的反应活性不同。这种超声预处理带来的结构改变可能对后续反应活性、生物毒性、环境归趋研究产生错误的解释。