[實用新型]一種用于自動化連續色譜分離單壁碳納米管的獨特設計色譜柱

有效

• 申請號: 201320287633.6
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN203370328U
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 任玲玲;孫國華;李適;高慧芳
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: B01D15/22
• 分類號: B01D15/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域?

本實用新型涉及一種用于自動化連續色譜分離單壁碳納米管的獨特設計色譜柱，特別是涉及自動化連續從單壁碳納米管中分離出得清晰可辨、結構單一且電學性質穩定的單壁碳納米管的簡單方法。?

背景技術

1991年lijima發現碳納米管是繼C₆₀發現以來碳化學領域的又一世人矚目的重大發現。碳納米管(carbon?nanotubes簡稱CNTs)可看成是六元環組成的石墨烯片層卷曲而成的無縫、中空管，這種獨特的結構特征使其具有特殊的電學性質和超強的力學性能，在電子器件、復合材料、儲氫材料、化學和生物傳感器等方面顯示出良好的應用前景。?

然而這些研究和應用面臨一個巨大挑戰就是CNTs的分離。因為現有的制備技術得到的都是結構和性能多分散的CNTs，各種結構和性能的CNTs混合體大大地限制了其在分子電子學和光電學等領域的進一步研究及應用。?

所以，為了實現基于單壁碳納米管電學特性的應用和生物毒理性能的準確防護，最為關鍵的任務是找到一種能夠自動化、連續分離CNTs的簡單方法。為了突破這個問題，研究者們采用了多種方法對生長的碳納米管進行分離，比如，原子電導分離、選擇性氧化分離、電子擊穿，超速離心機分離和場流儀分離、色譜法分離。專利CN200610113211.1采用光刻方法在含二氧化硅的襯底上制備金電極，利用聚焦離子束在電極上刻出若干個間隙浸入到單壁碳納米管的DMF溶液中，在2～8V、頻率為1～10Hz的電場作用下，將金屬性和半導體性單壁碳納米管同步分離。專利CN200710159924.6中，主要將碳納米管經化學或生物?方法改性分散在介質中，再采用吸附劑將特定改性的碳納米管分離。專利CN200910182678.5采用電泳、離心或凍結擠壓的方法，分離用介質與金屬性或半導體性碳納米管的選擇吸附性與富集作用形成半導體性碳納米管和金屬性碳納米管富集區，實現金屬性和半導體性碳納米管的分離。?

Tanaka【Takeshi?Tanaka，Yasuko?Urabe，Daisuke?Nishide，Hiromichi?Kataural，Continuous?Separation?of?Metallic?and?Semiconducting?Carbon?Nanotubes?Using?Agarose?Gel，Applied?Physics?Express2(2009)125002】采用瓊脂糖凝膠作為色譜柱填料分離出金屬和非金屬的單壁碳納米管與本發明方法原理最為相近。此方法在注射器中填充了3-5cm高的凝膠，手動加入流動相。但是這種方法是一種手動方法，在分離過程中不能自動化連續進行CNTs分離，因為注射器不能封閉，流動相不能持續、不間斷、勻速可控的加入，另一方面注射器柱程高度只有4cm-10cm，遠遠不能滿足分離需要。?

另外，色譜柱分離方法是一種成熟的商業分離高分子材料方法，但是不適用于CNTs分離，因為CNTs不能像高分子材料那樣溶脹在溶劑中，可以通過泵直接引入色譜柱中。而CNTs雖然直徑只有1-2nm，但是長度可以達到微米，只能分散在溶液中。CNTs通過泵引入色譜柱，會將泵堵塞；CNTs不通過緩沖、過濾進入色譜柱，也會將色譜柱堵塞，使色譜柱失效。?

發明內容

本實用新型通過獨特設計色譜柱作為分離工具，通過填充不同高度的不同填料滿足碳納米管分離需求。在常規色譜柱兩個端口處分別增加軟質過濾網和硬質過濾網，起到緩沖和過濾作用，使不同濃度單壁碳納米管順利通過色譜柱的進樣口和出樣口，而不累積或堵塞樣品流進和流出色譜柱端口，達到自動化連續色譜分離單壁碳納米管的目的。?

本實用新型是這樣實現的。?

本實用新型是一種用于自動化連續色譜分離單壁碳納米管的獨特設計色譜?柱，其特征在于：?

所述的色譜柱通過獨特設計，在常規色譜柱兩個端口處分別增加設計軟質過濾網和硬質過濾網，使不同濃度單壁碳納米管順利通過進樣口和出樣口，而不累積或堵塞樣品流進和流出色譜柱端口，達到自動化連續色譜分離單壁碳納米管的目的。?

在具體實施中，?

所述的獨特設計色譜柱為在常規色譜柱兩個端口處分別增加設計軟質過濾網和硬質過濾網，使不同濃度單壁碳納米管順利通過進樣口和出樣口，而不累積或堵塞樣品流進和流出色譜柱端口，達到自動化連續色譜分離單壁碳納米管的目的。?