Funcionalización de la superficie de diamante Artificial

(1) modificación química

Cuando un diamante se trata con una solución de ácido oxidante (como ácido nítrico, ácido crómico, reactivo de Fenton, etc.), se eliminan las impurezas (Grafito y metal) en la superficie del diamante, Y C-O grupos funcionales de superficie se forman en la superficie del diamante. Los grupos funcionales carbonilo y éter se forman en la superficie del diamante (100), y los grupos hidroxilo se forman en la superficie del diamante (111). Grupo de energía. El diamante nanosintético acidificado carboxílico se puede obtener utilizando peróxido de hidrógeno y solución de piraña (una mezcla de ácido sulfúrico y peróxido de hidrógeno). Sustitutos de cloro para el hidrógeno en la superficie de la película de diamante a 250-400 c. Se forma el punto activo en la superficie de la película de diamante. Es fácil reaccionar con reactivos nucleofílicos (como peróxido de hidrógeno, NH3, CHF).

(2) modificación fotoquímica

Hay dos técnicas típicas de modificación fotoquímica:
1) Bajo luz ultravioleta, las olefinas reaccionan con la superficie del diamante para formar enlaces carbono-carbono;
2) se utilizan varios tipos de peróxidos orgánicos para iniciar reacciones de radicales libres. El método fotoquímico puede hacer que la superficie del diamante conecte la cadena de alquilo, el ácido carboxílico o el grupo de amina primaria. YANG et al. utilizaron el segundo método para conectar las hebras de ADN a la superficie del diamante, y la estabilidad de las hebras de ADN fue muy buena. La iluminación ultravioleta también se puede utilizar para activar reacciones de radicales libres, como MILLER, que clora la superficie del diamante, realiza aminación o mercaptano en la superficie del diamante, SMENTKOWSKI y otras modificaciones fotoquímicas forman terminales C-F muy estables en la superficie de las películas de diamante.

(3) modificación electroquímica

Los métodos de modificación electroquímica incluyen:
(1) polarización anódica en solución de ácido o álcali;
(2) añadiendo sales diazo aromáticas a la solución de electrolito e introduciendo grupos aromáticos en la superficie del diamante. En comparación con la oxidación de modificación química, la modificación electroquímica puede lograr una oxidación rápida en una amplia gama; En comparación con la oxidación del plasma, el proceso de oxidación es el más fácil de lograr porque no implica alta energía y puede evitar daños térmicos en la superficie del diamante. Por oxidación electroquímica, el enlace C = O se forma en la superficie del diamante, y se prepara el electrodo de película de diamante, lo que puede mejorar la precisión de detección y la selectividad. Los electrodos de película de diamante se han utilizado en el electroanálisis y la degradación electroquímica de contaminantes orgánicos.

(4) Modificación de metales y óxidos metálicos

Las partículas de Metal (como oro, cobre, plata, níquel, platino, rutenio y paladio) se pueden depositar sobre la superficie del diamante mediante deposición térmica o electrodeposición potenciostática. Los dispositivos nanoelectrónicos se pueden preparar y aplicar en la reacción catalítica, el diagnóstico y tratamiento de enfermedades, la detección biológica y otros campos. Por ejemplo, los electrodos compuestos de diamante/platino no solo tienen una buena actividad catalítica, sino que también tienen una excelente resistencia a la corrosión y estabilidad. Se pueden utilizar en dispositivos de conversión de energía electroquímica (como pilas de combustible); Los electrodos de película delgada se preparan mediante electrodeposición de nano-oro sobre la superficie del diamante, que puede catalizar la reducción de oxígeno en solución ácida. La eficiencia catalítica es 20 veces mayor que la del electrodo de diamante en las mismas condiciones; La actividad electrocatalítica de la glucosa se ve reforzada por la deposición de cobre y níquel en la superficie del nanodiamante; El rendimiento de reducción de dióxido de carbono a monóxido de carbono se puede aumentar mediante la deposición de dióxido de rutenio o óxido de cobalto hidrato en la superficie del diamante. De esta manera, no solo puede reducir las emisiones de dióxido de carbono, sino también proporcionar apoyo técnico para el uso de dióxido de carbono como materia prima para la síntesis química.

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