SCOPUS
SCIE
Plasma functionalization of powdery nanomaterials using porous filter electrode and sample circulation
저자
Lee, Deuk Yeon ; Choi, Jae Hong ; Shin, Jung Chul ; Jung, Man Ki ; Song, Seok Kyun ; Suh, Jung Ki ; Lee, Chang Young
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
628-634(7쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Compared with wet processes, dry functionalization using plasma is fast, scalable, solvent-free, and thus presents a promising approach for grafting functional groups to powdery nanomaterials. Previous approaches, however, had difficulties in maintaining an intimate sample-plasma contact and achieving uniform functionalization. Here, we demonstrate a plasma reactor equipped with a porous filter electrode that increases both homogeneity and degree of functionalization by capturing and circulating powdery carbon nanotubes (CNTs) via vacuum and gas blowing. Spectroscopic measurements verify that treatment with O<SUB>2</SUB>/air plasma generates oxygen-containing groups on the surface of CNTs, with the degree of functionalization readily controlled by varying the circulation number. Gas sensors fabricated using the plasma-treated CNTs confirm alteration of molecular adsorption on the surface of CNTs. A sequential treatment with NH<SUB>3</SUB> plasma following the oxidation pre-treatment results in the functionalization with nitrogen species of up to 3.2 wt%. Our approach requiring no organic solvents not only is cost-effective and environmentally friendly, but also serves as a versatile tool that applies to other powdery micro or nanoscale materials for controlled modification of their surfaces.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Our plasma reactor enables uniform functionalization of powdery nanomaterials. </LI> <LI> The reactor is equipped with a porous filter electrode and a gas-blower. </LI> <LI> The porous electrode captures powdery materials and functionalizes them by plasma. </LI> <LI> The sample can be repeatedly circulated via vacuum-filtration and gas-blowing. </LI> <LI> Sample circulation increases the degree and the homogeneity of functionalization. </LI> </UL> </P>
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