In situ EPR spectroelectrochemistry of single-walled carbon nanotubes and C-60 fullerene peapods

0042636 - ÚFCH JH 2007 RIV US eng J - Journal Article
Tarábek, J. - Kavan, Ladislav - Kalbáč, Martin - Rapta, P. - Zukalová, Markéta - Dunsch, L.
In situ EPR spectroelectrochemistry of single-walled carbon nanotubes and C-60 fullerene peapods.
[In situ EPR spektroelektrochemie uhlíkatých nanotrubiček a C-60 fulerenových peapodů.]
Carbon. Roč. 44, č. 11 (2006), s. 2147-2154. ISSN 0008-6223. E-ISSN 1873-3891
R&D Projects: GA AV ČR IAA4040306; GA MŠMT LC510
Grant - others:Slovak Grant Agency(SK) VEGA 1/0053/03
Institutional research plan: CEZ:AV0Z40400503
Keywords : carbon nanotubes * electron paramagnetic resonance * electrochemical treatment * reactivity * electronic properties
Subject RIV: CG - Electrochemistry
Impact factor: 3.884, year: 2006

The first in situ electron paramagnetic resonance (EPR) spectroelectrochernical study of C-60 fullerene peapods (C-60@SWCNT) as well as that of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) in different electrolyte solutions describes the formation of spin states by charge transfer reactions. Electrochemical reduction of peapods at high negative potentials causes the production of spins at the SWCNT site, while the intratubular fullerene is unchanged. Slightly anisotropic EPR signals were detected during electrochemical reduction of single-walled carbon nanotubes and fullerene peapods in the potential region from - 1.75 to -2.15 V vs. decamethylferrocene/decamethylferrocinium couple. They are centered at g = 2.0038 and exhibit a hyperfine structure indicating the presence of functional groups containing N, O, H atoms in neighborhood. They differ from the EPR signals of chemically (potassium) doped SWCNT and C-60@SWCNT. ...

Poprvé byly studovány elektronové spinové stavy uhlíkatých nanotrubiček (SWCNTs) a fulerenových „peapodů“ (C60@SWCNTs) v průběhu jejich elektrochemické redukce in situ v roztocích metodou elektronové paramagnetické rezonance (EPR). Elektrochemickou redukcí C60@SWCNTs při vysokých redukčních potenciálech dochází k tvorbě nespárovaných spinů pouze na SWCNT, zatímco intratubulární C60 zůstává nezměněn. Mírně anizotropní EPR signály byly pozorovány v oblasti potenciálů od -1,75 V do -2,15 V proti dekametylferocénovému redox páru. Tyto signály, se středem při g = 2,0038 (elektronový g-faktor), vykazovaly hyperjemnou strukturu, která ukazuje na přítomnost funkčních skupin obsahujících atomy N, O, H v sousedství nespárovaného elektronu. Uvedené EPR signály byly odlišné od signálů chemicky redukovaných SWCNTs a C60@SWCNTs. EPR spektra se měnily v závislosti na typu protiiontů použitého elektrolytu (byly použity tetraalkylammónniové kationty).
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0135821