The authors would like to acknowledge the support from the Department of Earth Sciences, Uppsala University for supporting part of this research.

Çok duvarlı karbon Nanotüpler 1. İşlevselleştirilmesi <ol><li> Emniyet gözlük, eldiven ve laboratuvar önlüğü kullanarak, davlumbaz içinde tüm fonksiyonelleştirme adımı gerçekleştirin. Bir dereceli silindir kullanarak, nitrat asidi, 24 ml sülfürik asit ve 8 mi ölçün ve daha sonra bir kap içine aktarın. Bir analitik terazi kalay folyo muhafazası kullanılarak bir beher içine işlenmemiş MWCNTs 32 mg ekleyin (nihai konsantrasyon 1 mg / asit karışımının ml olmalıdır). </li><li> İlk olarak, oda sıcaklığında 2 saat boyunca ultrasonik temizleyici (banyo) içinde MWCNT ve asit karışımı ile beher tutun. Daha sonra, ısı ve 90 ° C sıcaklıkta 5 saat için MWCNT asit çözeltisi karıştırılmış Sıcak plaka kullanılarak ° C. </li><li> Bir filtre tutucu üzerine yerleştirilmiş bir 0.2 mikron gözenek çapı PTFE filtre membran ile CNT süspansiyon Filtre ve filtrasyon yardımcı olmak için vakum kullanın. Bölümü tarafından filtrasyon bölümünü gerçekleştirmek ve çeşitli filtre membranlar (bir filtre için porsiyon başına yukarıdaki karışımın yaklaşık 1/4 inci) kullanın. Kaynar su ekleyinKarışımın pH değeri 5&#39;ten büyük olana kadar filtreleme işlemi sırasında asit solüsyonu filtre. </li><li> O kapalı ve vakum sistemine şey tanıtmak için değil önce daima vakum kırmak. Atık sıvıyı toplamak için bir konik beher kullanın. </li><li> Bir atık kabına filtreli asit dökün (atık işleme tesisine atık konteyneri göndermek veya musluk suyu en az on kez ekleyerek lavabonun içine damping önce sıvı sulandırmak). </li><li> CNT (yaklaşık 24 saat, sonra kurumanın tamamlanması için yemekler buharlaştırılması halinde tutulan MWCNTs filtre membranları aktarın ve kurutma cihazı içine yemekler koymak (silis jeli, yaklaşık olarak 100 g içerir) ve bir vakum ortamı oluşturmak (yaklaşık 1 saat için vakumu bırakmak) ). <ol><li> Dikkatle spatula kullanılarak membranların dışarı CNT kazıyın ve temiz bir kabın içine parçacıkları aktarın. MWCNTs tozu tartılır ve ileride kullanmak için konteyner etiket. </li></ol></li></ol> 2. PoroUlaştırma Deneyler için bize Medya <ol><li> Silika kumu asit yıkama için 0.1 M HCI çözeltisi hazırlayın. <ol><li> Emniyet gözlük, eldiven, ve laboratuvar önlüğü ile bir davlumbaz içindeki bütün bu adımları uygulayın. 2 L&#39;lik bir şişeye, 1 L deiyonize su ilave edilir. Bir dereceli silindir kullanarak, 37% HCI 8 ml ölçün. </li><li> Dikkatli bir şekilde deiyonize su içine HCl ekleyin. Karıştırma yardım dikkatle şişeyi çalkalayın. </li></ol></li><li> Hazırlanan HCI çözeltisi ile kum yıkanır. <ol><li> Yaklaşık 1,000 gr kum tartılır. HCI çözeltisi ile balona kum 1/3 ekleyin ve kum (kum her zaman 1/3) geri kalanını ekleyin karıştırma yardımcı olmak için iki kez şişeyi sallayın. </li><li> Flask üç kez çalkalayın ve 30 dakika kum asit bırakın. </li><li> En az 8 kat asit atık kabına şişenin üzerinden sıvı dökün ve de-iyonize su ile kum yıkayın. </li></ol></li><li> Bir H2O 2 çözeltisi ile kum yıkanır. <ol><li> Içine deiyonize suyun 700 ml ilave edilirkum Şişe daha sonra derecelendirilmiş bir silindir kullanarak, 2 O 2 solüsyon 30% H, 40 ml ölçer. </li><li> Kum ile balona H 2 O 2 çözüm ekleyin ve karıştırarak yardım için iki kez sallayın. Bir şişe içinde 160 mi H2O 2 toplam olduğu kadar sonra 2 O 2 çözelti 3 kez% 30 H başka bir 40 ml ilave ediniz. </li><li> Çalkalanır ve çözelti, ve kum her karıştırmak ve reaksiyon tamamlanması için izin vermek için 40 dakika boyunca kum ile H2O 2 solüsyonu bırakın. Çalkalanır ve bir plastik çubuk her 10 dakikada bir, kumun karıştırın. </li><li> Lavabo aşağı sıvı Durusu ve 30 saniye için musluk suyu çalıştırın. </li></ol></li><li> Durulayın ve kurulayın kum. <ol><li> De-iyonize su ile kum durulayın, en az 8 kat bir çözelti kurtulmak ya da reaksiyon ürünleri üzerinde sol olsun. Sallayın ve durulama sırasında iyice karıştırın. </li><li> Kuruması için 24 saat boyunca bir fırında (105 ° C) içine durulanır kum ile şişesi koyun, sonra kullanarak fırından dışarı kum almakkum soğumasını için fırın mitten ve 2 saat sayaç bırakın. </li><li> Plastik bir kap içerisine temiz kum aktarın. Kabı işaretleyin ve kullanıma hazır olması için uygun bir raf yerleştirin. </li></ol></li></ol> 3. Sütun Deneyleri <ol><li> Arka plan çözeltisinin hazırlanması. <ol><li> Kolon deney için uygun arka plan çözümü kimyasını hazırlayın. </li><li> Aşağıdaki deney için uygun iyonik kuvvet elde etmek için pH değeri ve NaCl tuzu ayarlamak için 0,1 M HCI ve 0.1 M NaOH çözümleri kullanın. </li></ol></li><li> Sütun seçimi. <ol><li> Bu deneyde (: 5 ve iyonik kuvvet: Bu çalışmada 2 mM pH) 2.5 cm çapında ve 15 cm uzunluğunda bir cam sütunu seçin. Cam sütunun her iki tarafında bir çelik ağ filtresi (0,2 mm) kullanın. </li><li> Kolona bağlanan tüpler yıkayın ve sıvı akış türünü kontrol etmek için 3 yollu vana kadar arka çözeltisi ile doldurun (veya MWCNTs çözeltisi (MWCNTs eriyikN ya da arka plan çözelti), Şekil 1 &#39;de gösterildiği gibi. </li></ol></li><li> Sütunun Islak-paketleme. <ol><li> Bir ölçekte temiz kum tartılır ve seçilen sütun boyutu için temiz kum 124 gr alır. </li><li> Yüksek hassasiyetli peristaltik pompa kullanın. Sıvı akışının 2 ml / dakika elde etmek için pompa kalibre edin. </li><li> Su seviyesi sütunun alt yukarıda santimetre bir çift kadar alttan sütun doldurmak için pompayı başlatın. Sütuna bir anda ölçülen kum yaklaşık 1/10 th koyun ama kum seviyesi sütununda su seviyesinin üzerinde gelmiyor emin olun. Kum seviyesinin üzerinde kalmayı sürekli sütuna su akışını devam edin. </li><li> Tam doldurduktan sonra uygun filtre örgü ile sütun kapağını kapatın. </li><li> Paketli sütun en az 1 saat boyunca akmasına izin verir. sütunun ayrı ayrı parametreler Tablo 1 &#39;de gösterilmiştir. </li></ol></li><li> Tracer testi. <ol><li> SMWCNT çözüm deneyler öncesinde bir izleyici testi ile kolon deney tart. </li><li> Denemeyi başlatmak için (20 mg / L gıda renk izleyici kullanarak) izleyici çözeltisine 3-yollu vanayı kapatın. </li><li> Her 2 dakikada kolondan çıkış örnekleri toplamak (örneğin, 4 mi / her bir numune bir tüp içinde örnek), Şekil 1 &#39;de gösterildiği gibi, bağlantılı kısım toplayıcısı kullanılarak. </li><li> Bir 4.32 gözenek hacmi için izleyici çözümü enjekte devam denemenin faz I denir, (yani, çözüm kum dolu sütununda toplam boş gözenek alanı 4.32 kat geçer). </li><li> Başka 4.32 gözenek hacmi (tracer deney durumunda DI su) arka plan çözümü akış 3-yollu vanayı kapatın. </li></ol></li><li> MWCNT çözeltisinin hazırlanması. <ol><li> Istenen eriyik ile (sulu çözelti, 200 ml içeren 300 ml&#39;lik bir beher içinde, işlevselleştirilmiş MWCNTs 15 mg koyarak dağılmış işlevselleştirilmiş MWCNTs çözeltisi oluşturunuzn, kimya, yani, pH 5 ve 2 mM iyonik mevcut deney durumda gücünde) ve 15 dakika için% 40 güç çıkışına sahip bir ölçek içine yerleştirilmiş bir ultrasonik homojenleştirici probu (kullanarak). 15 mg / L MWCNT konsantrasyon elde etmek için aynı sulu çözelti bir 800 ml dağıtılır MWCNTs çözüm karıştırın. </li><li> Boyutu ve işlevsellik sonra Nanopartikülün şekli için stok solüsyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntü analizi yapın. </li></ol></li><li> MWCNT taşıma deneyi. <ol><li> Sütun deneyi başlatmak için MWCNT çözüm 3-yollu vanayı kapatın. </li><li> Bağlı fraksiyon toplayıcı kullanarak her 2 dakikada kolondan çıkış örnekleri toplamak. </li><li> Bir 4.32 gözenek hacmi için MWCNT çözüm (Ben deney faz) enjekte edilir. </li><li> Deney faz II olarak adlandırılan bir başka 4.32 gözenek hacmi, arka plan çözümü akış 3-yollu vanayı kapatın. </li><li> Backgro enjeksiyon tüpünü değiştirmekve deney faz III olarak adlandırılan başka bir 4.32 gözenek hacmi, için akışını devam (tüp hava girişini önlemek için bir an için pompayı durdurduktan sonra) DI su şişesi içine und çözüm. </li></ol></li><li> Örnek analizi. <ol><li> Bir tüp rafa fraksiyon toplayıcı tüm tüp örnekleri aktarın. </li><li> , Numune analizleri, yani bir UV / VIS spektrofotometre hazırlayın toplanan örneklerin ölçümü için uygun tarama dalga boyu bulmak. Bir MWCNT çözüm ve izleyici çözümü için 333 nm dalga boyunda 400 nm kullanın. </li><li> I, II ve (önceki aşamada daha uygun görüldüğü takdirde ya da farklı bir dalga boyu) 400 nm&#39;lik bir dalga boyunda bir küvet kullanıldığında III veri depolamak aşamalarında kolonundan elde edilen tüm numuneler tarar. </li><li> Spektrofotometre verileri toplayın ve temsilcisi sonuçları gösterildiği gibi (örneğin atılım eğrileri elde etmek zaman veya gözenek hacmi vs bunları çizmek, Şekil3). </li><li> Zeta ölçücüyle giriş ve çıkış örneklerinin boyutunu analizi (hidrodinamik çap) gerçekleştirin ve taramalı elektron mikroskobu kullanarak hem giriş ve çıkış örnekleri için okudu görselleştirme yapmak. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Maynard, A. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Safe+handling+of+nanotechnology.">Safe handling of nanotechnology.</a> Nature. 444, 267-269 (2006).</li><li>Mauter, M., Elimelech, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+applications+of+carbon-based+nanomaterials.">Environmental applications of carbon-based nanomaterials.</a> Environ. Sci. Technol. 42 (16), 5843-5859 (2008).</li><li>Darka-Kagy, K., Khodadoust, A. P., Reddy, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactivity+of+aluminum+lactate-modified+nanoscale+iron+particles+with+pentachlorophenol+in+soils.">Reactivity of aluminum lactate-modified nanoscale iron particles with pentachlorophenol in soils.</a> Environ. Eng. Sci. 27 (10), 861-869 (2010).</li><li>Lin, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fate+and+transport+of+engineered+nanomaterials+in+the+environment.">Fate and transport of engineered nanomaterials in the environment.</a> J. Environ. Qual. 39 (6), 1896-1908 (2010).</li><li>Petersen, E. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potential+release+pathways,+environmental+fate,+and+ecological+risks+of+carbon+nanotubes.">Potential release pathways, environmental fate, and ecological risks of carbon nanotubes.</a> Environ. Sci. Technol. 45 (23), 9837-9856 (2011).</li><li>Wiesner, M., Bottero, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Environmental nanotechnology. , (2007).</li><li>Klaine, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanomaterials+in+the+environment:+Behavior,+fate,+bioavailability,+and+effects.">Nanomaterials in the environment: Behavior, fate, bioavailability, and effects.</a> Environ. Toxicol. Chem. 27 (9), 1825-1851 (2008).</li><li>Wang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxicity+effects+of+four+typical+nanomaterials+on+the+growth+of+Escherichia+coli,+Bacillus+subtilis+and+Agrobacterium+tumefaciens.">Toxicity effects of four typical nanomaterials on the growth of Escherichia coli, Bacillus subtilis and Agrobacterium tumefaciens.</a> Environ. Earth Sci. 65 (6), 1643-1649 (2012).</li><li>Shen, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polyethyleneimine+mediated+functionalization+of+multi-walled+carbon+nanotubes:+Synthesis+characterization,+and+in+vitro+toxicity+assay.">Polyethyleneimine mediated functionalization of multi-walled carbon nanotubes: Synthesis characterization, and in vitro toxicity assay.</a> J. Phys. Chem. C. 113 (8), 3718-3724 (2009).</li><li>Sahithi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymeric+conposites+containing+carbon+nanotubes+for+bone+tissue+engineering.">Polymeric conposites containing carbon nanotubes for bone tissue engineering.</a> Int. J. Biol. Marcomol. 46 (3), 281-283 (2010).</li><li>Petersen, E., Huang, Q., Weber, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioaccumulation+of+radio-labeled+carbon+nanotubes+by+Eisnia+Foetida.">Bioaccumulation of radio-labeled carbon nanotubes by Eisnia Foetida.</a> Environ. Sci. Technol. 42 (8), 3718-3724 (2008).</li><li>Gottschalk, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeled+Enrionmental+concentrations+of+engineered+nanomaterials+for+different+regions.">Modeled Enrionmental concentrations of engineered nanomaterials for different regions.</a> Enrviron. Sci. Technol. 43 (24), 9216-9222 (2009).</li><li>Liu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=et+al.Mobility+of+multiwalled+carbon+nanotubes+in+porous+media.Environ.">et al.Mobility of multiwalled carbon nanotubes in porous media.Environ.</a> Sci. Technol. 43 (21), 8153-8158 (2009).</li><li>Tian, Y., Gao, B., Ziegler, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+mobility+of+SDBS-dispersed+single-walled+carbon+nanotubes+in+saturated+and+unsaturated+porous.">High mobility of SDBS-dispersed single-walled carbon nanotubes in saturated and unsaturated porous.</a> J. Hazard. Mater. 186 (2-3), 1766-1772 (2011).</li><li>Mattison, N. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+porous+media+grain+size+on+the+transport+of+multi-walled+carbon+nanotubes.">Impact of porous media grain size on the transport of multi-walled carbon nanotubes.</a> Environ. Sci. Technol. 45 (22), 9765-9775 (2011).</li><li>Kasel, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Limited+transport+of+functionlized+multi-walled+carbon+nanotubes+in+two+natural+soils.">Limited transport of functionlized multi-walled carbon nanotubes in two natural soils.</a> Environ. Pollution. 180, 152-158 (2013).</li><li>Yu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+humic+acid+and+Tween-80+on+behavior+of+decabromodiphenyl+ether+in+soil+columns.">Effects of humic acid and Tween-80 on behavior of decabromodiphenyl ether in soil columns.</a> Environ. Earth Sci. 69 (5), 1523-1528 (2013).</li><li>Jaisi, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+of+single-walled+carbon+nanotubes+in+porous+media:+filtration+mechanisms+and+reversibility.">Transport of single-walled carbon nanotubes in porous media: filtration mechanisms and reversibility.</a> Environ. Sci. Technol. 42 (22), 8317-8323 (2008).</li><li>Tiraferri, A., Tosco, T., Sethi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+and+retention+of+microparticles+in+packed+sand+columns+at+low+and+intermediate+ionic+strengths:+experiments+and+mathematical+modeling.">Transport and retention of microparticles in packed sand columns at low and intermediate ionic strengths: experiments and mathematical modeling.</a> Environ. Earth Sci. 63 (4), 847-859 (2011).</li><li>Tian, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deposition+and+transport+of+functionalized+carbon+nanotubes+in+water-saturated+sand+columns.">Deposition and transport of functionalized carbon nanotubes in water-saturated sand columns.</a> J. Hazard. Mater. 213-214, 265-272 (2012).</li><li>Mekonen, A., Sharma, P., Fagerlund, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+and+mobilization+of+multiwall+carbon+nanotubes+in+quartz+sand+under+varying+saturation.">Transport and mobilization of multiwall carbon nanotubes in quartz sand under varying saturation.</a> Environ. Earth Sci. 71 (8), 3751-3760 (2014).</li><li>Sharma, P., Bao, D., Fagerlund, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deposition+and+mobilization+of+functionalized+multiwall+carbon+nanotubes+in+saturated+porous+media:+effect+of+grain+size,+flow+velocity+and+solution+chemistry.">Deposition and mobilization of functionalized multiwall carbon nanotubes in saturated porous media: effect of grain size, flow velocity and solution chemistry.</a> Environ. Earth Sci. , (2014).</li><li>Phenrat, T., Lowry, G. V., Hotze, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticle+aggregation:+challenges+to+understanding+transport+and+reactivity+in+the+environment.">Nanoparticle aggregation: challenges to understanding transport and reactivity in the environment.</a> J. Environ. Qual. 39 (6), 1909-1924 (2010).</li><li>Crist, J. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+and+retention+mechanisms+of+colloids+in+partially+saturated+porous+media.">Transport and retention mechanisms of colloids in partially saturated porous media.</a> Vadose Zone J. 4 (1), 184-195 (2005).</li><li>Jaisi, D. P., Elimelech, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-walled+carbon+nanotubes+exhibit+limited+transport+in+soil+columns.">Single-walled carbon nanotubes exhibit limited transport in soil columns.</a> Environ. Sci. Technol. 43 (24), 9161-9166 (2009).</li><li>Corapcioglu, M. Y., Choi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+colloid+transport+in+unsaturated+porous+media+and+validation+with+laboratory+column+data.">Modeling colloid transport in unsaturated porous media and validation with laboratory column data.</a> Water Resour. Res. 32 (12), 3437-3449 (1996).</li><li>Wan, J., Wilson, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colloid+transport+in+unsaturated+porous+media.">Colloid transport in unsaturated porous media.</a> Water Resour. Res. 30 (4), 857-864 (1994).</li><li>Wan, J., Wilson, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+of+the+role+of+the+gas-water+interface+on+the+fate+and+transport+of+colloids+in+porous+media.">Visualization of the role of the gas-water interface on the fate and transport of colloids in porous media.</a> Water Resour. Res. 30 (1), 11-24 (1994).</li><li>Bradford, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+factors+affecting+the+transport+and+fate+of+colloids+in+saturated+porous+media.">Physical factors affecting the transport and fate of colloids in saturated porous media.</a> Water Resour. Res. 38 (12), (2002).</li><li>Bradford, S. A., Torkzaban, S., Walker, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coupling+of+physical+and+chemical+mechanisms+of+colloid+straining+in+saturated+porous+media.">Coupling of physical and chemical mechanisms of colloid straining in saturated porous media.</a> Water Res. 41 (13), 3012-3024 (2007).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

MWCNT işlevselleştirilmesi etkisi Şekil 2, işlevselleştirilmiş MWCNTs stabilitesini teyit olarak MWCNT arasında taşınan hacimde görülen fark MWCNTs yüzeyine (-COOH) grupları, işlevsellik nedeniyle ve karboksil eklenmesinden özellikle bağlı olduğu (Şekil 3 ve 4). Benzer işlevselleştirme işlemde, oksijen varlığı X-ışını fotoelektron spektroskopisi 14 ile teyit edilmiştir. Bu nanopartikül yüzeylerine yüzey aktif ilave edilmesi, süspansiyon stabilize eder ve toplanmasını 23 azalttığı daha önce tespit edilmiştir. Diğer bağımsız çalışmalara göre, parçacıklar arasındaki enerji engellerinin yokluğu toplama nanoparçacık agrega büyüklüğü ve çökelme hızını arttırır ve fiziksel ıkınma 18,23-25 ​​oluşumuna katkıda bulunur. Bu nedenle, toplama depositio artmış olması muhtemeldirn ve bu çalışmada az Fonksiyonlu (daha hidrofobik) MWCNTs tutulması. Bu gözenekli ortam hidrofobik koloitlerin tutma hidrofilik koloidlerin daha yüksek olduğu kanıtlanmıştır, ve katı madde su ve hava-su-katı madde arayüzler çökelme 24,26,27 temel bir site olarak önerilmektedir. Buna ek olarak, nanopartiküllerin tutma az işlevselleştirilmiş MWCNTs (tamamen) fonksiyonalize MWCNTs kıyasla daha fazla hidrofobik olduğu için, mevcut deneysel gözlemlerle kabul yüzey hidrofobikliği 28 ile artar. Ama MWCNTs fonksiyonelleştirilmesi ölçüde yöntemi spesifik, gözenekli ortamda taşınan Nanopartikülün doğru tahmin için bir sütun çalışmaları sırasında bir hatalı sonuç üretebilir laboratuarda, takip ediliyor vardır. Sütun Ulaşım Çalışmaları Deneysel Durumu Çözelti kimyası Figür her üç durumda da aynı olduğu gibie 5, fiziksel ıkınma bu üç deneyler arasındaki farklılıkları çökelme açıklamalıdır. Bradford ve ark. 29 toplayıcı çapına parçacık çapı oranı 0.05 &#39;den daha büyük olduğu zaman, tahıl kadar tahıl genellikle süzme meydana bulundu. Ancak, başka bir çalışmada, Bradford ve ark., 30 oran 0.003 kadar düşük olduğunda bu tür ıkınma olabilirdi bulundu. MWCNTs silindirik parçacıklar için, oranı parçacık çapı ve uzunluğu, her iki ile iki kez hesaplandı. MWCNTs bir önceki çalışmada, Liu ve ark. 16 MWCNTs için kritik değer çapı 0.003 mm ve fiziksel zorlanmay başlatmak için uzunluğu 0.011 nm olduğunu öğrendim. Üretici tarafından belirtildiği gibi, bu çalışmada kullanılan MWCNTs ortalama uzunluğu ve çapı, sırasıyla 15 mm ve 40 nm olmuştur. Bu değerlerin kullanılması, kum tane çapına MWCNT uzunluğu oranları tüm kumları (0.05, 0.07 ve 0.1), met için kritik değerin üstündekum tane çapına MWCNT çap oranları t önceki tüm çalışmaların 22 oranla kritik değer (0.00013, 0.00018 0.00027 ve) altındadır. Mattison ark. 14 ıkınma iyonik gücü düşük olan büyük mekanizmalardan biri olabilir önerdi. Bu çalışmada, atık MWCNTs kütle (fazlar 1 ve 2) daha büyük bir tanecik boyutları daha az çökelmesi yol açtığını göstermektedir. Bu daha çok MWCNTs küçük kum tane boyutları için gergin olduğunu önerebilir. Farklı tane boyutları için partikül tutma miktar farkları, en azından kısmen tahıl-to-tahıl süzme farklılıklarla açıklanabilir olmalıdır, ama bu bir sütun taşıma çalışmaları sırasında tek nedeni olmayabilir. Bu nedenle gözenekli ortam tane boyutu aralığı kullanılarak bir köklü kolon taşıma çalışması farklı literatürde ve bu alanda böyle bir bulguya uygulama için yapılan benzer çalışmalar karşılaştırma için önemlidir. MWCN SaklanmasıDesen Akış nedeniyle ts herhangi bir sütun çalışmaları sırasında akış hızı değişkenlik nanoparçacık taşıma çalışmaları için çok önemli olabilir. Sharma ve diğ. 22 diğer benzer çalışmalarla karşılaştırıldığında bu etkinin, örneğin bu araştırmada ortaya konulmuştur. akış hızında azalma ile, 6 MWCNTs hareketliliği akış hızı örneğin, önemli ölçüde bağlı olduğunu göstermiştir yüksek tutma Şekil Önceki çalışmaların 14,16 ile uyumlu olan. MWCNT taşıma çalışmalarında akım değişim etkisi Sharma ve diğ. 22 de tartışılmıştır. Benzer çalışma akım paterni dalgalanma ve değişim aynı zamanda aracılığıyla MWCNTs taşınmasını ve tutma etkisi olabilir doğada yaygın, nanoparçacık ve arka çözüm kimya yüzey özelliklerine ek olarak kolon taşıma deneylerinde akım paterni önemini vurgulamaktadır Toprak ve yeraltı. &lt;p class = &quot;jove_content&quot;&gt; Pratik Etkileri Bu MWCNT fonksiyonlandırılması gözenekli ortamda kaderini ve MWCNT taşınmasını anlamak için önemli bir süreç olduğunu, bu çalışmanın sonucuna varılabilir. MWCNT yüzey modifikasyonu sürecinde atılan adımlar, bu çalışmada gösterilmiştir ve aynı zamanda literatürde gözlenen bir sütun çalışmaları sırasında bu nanopartiküller toplam tutma kritik olabilir. Bu nedenle, MWCNT yüzey modifikasyonu iyi belgelenmiş bir kılavuz toprak gözenekleri bu nanopartiküller taşıma ve tutma doğru tahmini için fiziksel ve kimyasal parametreler etkisini karşılaştırmak için gereklidir. Kum dolgulu kolon deney hazırlanması sırasında, bu çalışmada, ardından sistematik adımlar ayrıca nanopartikül taşıma tahmini için iyi kontrol laboratuar ölçekli çalışmalar için yararlı olabilir ve bu bulgular, büyük ölçekli uygulamalar için benzer olabilir.

Böyle bilgi teknolojisi, enerji, çevre bilimleri, tıp, ülke güvenliği, gıda güvenliği ve ulaşım gibi sektörlerde teknolojileri bir dizi geliştirmek için nanopartiküllerin çeşitli kullanır nanoteknoloji son gelişme ile; Toprak ve yeraltı nanopartiküllerin taşıma ve tutma kapsamlı bir anlayış risk değerlendirmesinde yanı sıra mühendislik nanopartiküller 1-3 çevresel uygulamalar için kritiktir. Karbon nanotüpler (CNT) en çok üretilen karbon bazlı nanopartiküller 2,4 biridir. CNT tipik olarak 100 nm altında bir çap ve 50 um ila 100 nm arasında değişen bir uzunluğa sahip grafen uzun ve silindirik bir şekilde bulunmaktadır. Bunlar elektronik, optik, kozmetik, ve biyomedikal teknoloji (örneğin, kompozit malzemeler) 5 gibi birçok uygulamada kullanımını hızlandırmıştır eşsiz özelliklerini, var. Artan kullanımı, aynı zamanda artan bir r oradaİnsan pozlama ve etkisi sağlığı yanı sıra CNT ve çevreye 5-8 diğer karbon bazlı nano bertaraf aşağıdaki olumsuz ekolojik sonuçlara isk. Herhangi bir yüzey modifikasyon (fonksiyonelleştirilmemiş) ile CNT son derece hidrofobik olan ve sulu bir çözelti içinde bir araya eğilimindedir. İşlevsel CNT Bununla birlikte, dağılır ve sulu çözeltiler içinde kararlı ve ilaç verme 9 gibi biyomedikal amaçlar için kullanılan kalabilir. İşte o CNT dağınık ve harekete, bu nedenle ilaç insan vücudunda 10 içinde teslim edilebilir kalır esastır. Öte yandan, çevre risklerinin azaltılması için, su tabakası ve içme suyu kaynakları 11 girmelerini önlemek için, CNT tespit yöntemi ilgili çalışma için bir ihtiyaç vardır. Son çalışmalar canlı organizmalar üzerinde CNTs toksik etkisini rapor ve aynı zamanda beri, giren ve gıda zincirinde biriken CNTs açısından ekosistemler riskler var5,8 ayrışamadığından için CNT zor. CNT engelleri geçmek için bile CNT içeren çöplüklere bariyer sistemleri ile mümkün olabilir. Bu gibi durumlarda CNT yeraltı depoları ve yerüstü su organları içine girebilir. CNT bertaraf yönetmelikler iyi tanımlanmış değildir ve taşıma mekanizmaları tam olarak anlaşılmamıştır gibi, CNTs hareketliliği geliştirilmiş bir anlayış formüle ve tasarım uygun bertaraf sistemleri 12 gerekir. Bu nedenle, bu CNT tutma modifiye kaderi ve gözenekli ortamda CNTs taşınmasını ve yüzeyde yeraltı ortamında yaygın olarak fiziksel ve kimyasal faktörlerin etkisini incelemek ve anlamak önemlidir. Araştırmanın sayıda gözenekli ortam nanopartikül taşıma taneleri 17 oranı 16 ve yüzey özellikleri, akış toplayıcısı tane büyüklüğü 13-15 etkisi hakkında yapılmıştır. SOLUT etkisi üzerine Ancak, sistematik araştırmalarToplayıcı yüzeyleri üzerine olası birikimi üzerinde iyon kimya (örneğin pH ve iyonik kuvvet gibi), yine 18-20 sınırlıdır. Ek olarak, fiziksel faktörleri, orta çözelti kimyası ve karbon nanotüplerin yüzey özelliklerinin birleşik etkisi daha iyi anlaşılacak ve başka literatürde farklılık gösterir. Bu çalışmada, MWCNTs yüzey değişimi için bir hazırlama yöntemi asitle temizlenmiş kuvars kumu ile kaplı olan bir sistematik laboratuar ölçekli kolonu ile birlikte sunulacaktır doymuş gözenekli ortam yüzey tadil edilmiş CNTs nakil, saklama ve tekrar hareketlenmesi araştırmak için kullanılacaktır .

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="750">
	<tbody>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">Name of Material/ Equipments</td>
			<td style="width:228px;">Company</td>
			<td style="width:169px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:171px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">MWCNT</td>
			<td style="width:228px;">Cheap Tubes Inc., USA</td>
			<td style="width:169px;">sku-03040304</td>
			<td style="width:171px;">Purchased as semi-functionlized powder</td>
		</tr>
		<tr height="148">
			<td height="148" style="height:148px;width:183px;">Quartz sand</td>
			<td style="width:228px;">Sibelco Nordic, Baskarp, Sweden</td>
			<td style="width:169px;">B44</td>
			<td style="width:171px;">Purchased with more than 91% silica sand</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">H2SO4</td>
			<td style="width:228px;">VWR</td>
			<td style="width:169px;">1.01833.2500</td>
			<td style="width:171px;">95-97% purity</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">HNO3</td>
			<td style="width:228px;">VWR</td>
			<td style="width:169px;">1.00441.1000</td>
			<td style="width:171px;">70% purity</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">HCl</td>
			<td style="width:228px;">VWR</td>
			<td style="width:169px;">1.00317.2500</td>
			<td style="width:171px;">37-38% purity</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">H2O2</td>
			<td style="width:228px;">VWR</td>
			<td style="width:169px;">23615.248</td>
			<td style="width:171px;">30% purity</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">NaCl</td>
			<td style="width:228px;">VWR</td>
			<td style="width:169px;">1.06404.0500</td>
			<td style="width:171px;">99.5% purity</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:183px;">NaOH</td>
			<td style="width:228px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:169px;">S8045-500G</td>
			<td style="width:171px;">99.99% pur pellets&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">Ultrasonic Homogenizer</td>
			<td style="width:228px;">Biologics Inc. Manassas, Virginia</td>
			<td style="width:169px;">Model 3000, 0-127-0002</td>
			<td style="width:171px;">Operated for fix time interval</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:183px;">Sonicator (bath)</td>
			<td style="width:228px;">Kerry Ultrasonic Ltd</td>
			<td style="width:169px;">1808</td>
			<td style="width:171px;">Common bath sonicator</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">Peristaltic pump</td>
			<td style="width:228px;">Ismantec, Glattbrugg, Switzerland</td>
			<td style="width:169px;">ISM931</td>
			<td style="width:171px;">Work with tygon tubing in the pump</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:183px;">Spectrophotometer</td>
			<td style="width:228px;">Hach Lange</td>
			<td style="width:169px;">DR500, LPV408.99.0001</td>
			<td style="width:171px;">Operate with manual cuvette as well as automated sampling</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:183px;">pH meter</td>
			<td style="width:228px;">Metrohm</td>
			<td style="width:169px;">781</td>
			<td style="width:171px;">pH analysis</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">Glass column</td>
			<td style="width:228px;">Chromaflex</td>
			<td style="width:169px;">420830-1510</td>
			<td style="width:171px;">Column with adjustable cap</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">Fraction collector</td>
			<td style="width:228px;">Spectrum Labs Europe</td>
			<td style="width:169px;">CF-2, 124846</td>
			<td style="width:171px;">Fixed at regular interval of time</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:183px;">Fraction collector tubes</td>
			<td style="width:228px;">VWR</td>
			<td style="width:169px;">212-9599</td>
			<td style="width:171px;">6 ml volume glass tube</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:183px;">Hot plate stir</td>
			<td style="width:228px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:169px;">SP131320-33</td>
			<td style="width:171px;">Adjustable tempurature</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:183px;">Oven</td>
			<td style="width:228px;">Elektro Helios</td>
			<td style="width:169px;">259</td>
			<td style="width:171px;">For oven dry of sand</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:183px;">Balance</td>
			<td style="width:228px;">Mettler Toledo</td>
			<td style="width:169px;">AE 160</td>
			<td style="width:171px;">For accurate weight</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

transport of surface-modified carbon nanotubes through a soil column

Carbon nanotubes (CNTs) are widely manufactured nanoparticles, which are being utilized in a number of consumer products, such as sporting goods, electronics and biomedical applications. Due to their accelerating production and use, CNTs constitute a potential environmental risk if they are released to soil and groundwater systems. It is therefore essential to improve the current understanding of environmental fate and transport of CNTs. The transport and retention of CNTs in both natural and artificial media have been reported in literature, but the findings widely vary and are thus not conclusive. There are a number of physical and chemical parameters responsible for variation in retention and transport. In this study, a complete procedure of selected multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) is presented starting from their surface modification to a complete set of laboratory column experiments at critical physical and chemical scenarios. Results indicate that the stability of the commercially available MWCNTs are critical with their attached surface functional group which can also influence the transport and retention of MWCNT through the surrounding medium.

MWCNT işlevselleştirilmesi etkisi fonksiyonalize ve dağınık MWCNT çözeltisi Çözelti dengeye erişmeye izin vermek için çanak içinde kapatılmıştır. Sonikasyon altı ay (Şekil 2) için aynı kalan çözelti içinde MWCNT hidrodinamik çapı (1619 ± 262 nm) olarak sonikasyon sonrasında stok çözeltisi gözlenen ne sedimantasyon veya agregasyon oldu. Onların hareketlilik MWCNTs fonksiyonelleştirilmesi etkisini araştırmak için, sütun deneyleri iki takım kullanılarak yapılmıştır hem tam Fonksiyonlu ve (üreticiden alınan) Tablo 1&#39;de belirtilen deneysel koşulu ile MWCNTs. Maksimum bağıl konsantrasyon (az-Fonksiyonlu daha işlevselleştirilmiş MWCNTs bu 0,65 (Şekil 3 ise tam işlevselleştirilmiş MWCNTs C / C 0)), yaklaşık 0.75 idi. daha az işlevselleştirilmiş MWCNTs tespit edilditam Fonksiyonlu MWCNTs ve atılım eğrisi de tahrif edilmiş, daha sonra daha atık. Bu daha az-fonksiyonlu MWCNTs az hareketli ve sütunda muhafaza ise tam-fonksiyonlu MWCNTs oldukça hareketli olduğunu gösterir. Hatta kontrol koşulu sonra, MWCNT işlevselleştirilmesi işlemi doğada stabilitesinden yanı sıra herhangi bir sütun deneylerinde gözenekli ortam içinde tutulma oranı çok hassastır. Kimyasal ve fiziksel koşulların aynı sırayla (Şekil 4) olmasına rağmen fonksiyonlandırılmış MWCNTs Üç stokları farklı davrandı. Bir önceki literatür de benzer bir laboratuvar koşulları 14,16,20,21 de fonksiyonlandırılmış MWCNTs için seçkin tutma oranını bildirmiştir. Sütun Ulaşım Çalışmaları Deneysel Koşullar Genel doymuş sütun çalışma taşınması için ortaya konmuşturgözenekli ortamın çeşitli doku ve yapısı ile MWCNTs arasında. Orta tanecik büyüklüğü silindir şeklindeki MWCNTs taşınması için çok önemlidir. Bu çalışmada, kuvars kumu üç boyut kollektör tane büyüklüğü etkisini değerlendirmek için seçildi. Kollektör tane büyüklüğü azaldıkça Teorik, maksimum adsorpsiyon kapasitesi artar fazla birikmesini ima hangi. 1.5 gözenek hacimleri ulaşmıştı ancak toplam yıkandı MWCNTs ince tane boyutu (Şekil 5) nispeten daha az olduğu kadar bu çalışmada seçilen üç tane boyutu dağılımları ise, atık konsantrasyonu keskin aynı oranda artmıştır. Desen Akış nedeniyle MWCNTs Tutma Literatürde, uzun küresel nanopartiküller gözenekli medya aracılığıyla yavaş hareket eden akışkanlar için daha az hareketli olabilir olduğu tespit edilmiştir. MWCNTs dayalı çalışmaların bazıları da bu silindirik nanoparti az hareketlilik ile aynı yolu takipDüşük debilerde 14,16,22 de ması. Bir örnek olarak, işlevselleştirilmiş MWCNTs taşıma akış deseni etkisi yanı sıra tekrar hareketlenmesi 1-D&#39;de kolon çalışmalarla ortaya konmuştur. Kolon deneyler üç set hareketlilik ve doymuş gözenekli ortamda MWCNTs (Şekil 6) tutulması akış hızının etkisini araştırmak için yapılmıştır. En yüksek gözenek suyu hızı (15.5 m / d) için, atık içinde MWCNTs göreceli konsantrasyonu hızla artmış ve (0.77 faz 1) maksimum değerine ulaşmıştır. Akan arka plan çözeltisine geçildi sonra sonra, konsantrasyon hiçbir kuyrukçuluğunda (faz 2) azalmıştır. DI suyun muhafaza MWCNTs remobilize için kullanılmıştır. Bunun bir sonucu olarak, yatırılan MWCNTs parçası çıkış çözeltisi (faz 3) ile tekrar yürütüldü. Düşük hızlarda, 5.15 ve 1.17 m / d, atık MWCNT konsantrasyonları yavaş yavaş arttı ve bir kararlı durum konsantrasyonu MW 4.32 gözenek hacimleri içinde elde değildi<html> Sütuna CNT enjeksiyonu. Maksimum bağıl konsantrasyonları 0.73 ve 0.44, sırasıyla (Şekil 6) idi. <img alt="Şekil 1," src="/files/ftp_upload/52634/52634fig1.jpg" /> Gözenekli medya aracılığıyla Nanopartikülün taşınması için sütun deneme kurulumu Şekil 1. Genel. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52634/52634fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 2," src="/files/ftp_upload/52634/52634fig2.jpg" /> Şekil 2. Fonksiyonlu karbon nanotüpler Stabilite testi. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52634/52634fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <html> s / ftp_upload / 52634 / 52634fig3.jpg &quot;/&gt; , 2 mM: Şekil 3. Yüzey modifiye edilmiş MWCNTs (Aşama 1, 2 boyunca ve 3) sütundan elüt iyonik mukavemeti deney koşulu için, kaba kum dolu pH değeri: 5&#39;tir; ve akış hızı: 15.5 m / gün. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52634/52634fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/52634/52634fig4.jpg" /> Şekil aynı deney koşullarında üç farklı gruplar olarak işlevselleştirilen taşınan MWCNTs için atılım eğrilerinin 4. örnekleri. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52634/52634fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> 4fig5.jpg &quot;/&gt; Şekil 5. MWCNTs kolondan elüte (Aşama 1, 2 boyunca ve 3) iyonik mukavemeti deney koşulu için farklı gözenekli ortam maddesi tane boyutu: 2 mM; pH değeri: 5&#39;tir; ve akış hızı: 15.5 m / gün. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52634/52634fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 6," src="/files/ftp_upload/52634/52634fig6.jpg" /> Şekil 6. sütundan elüt MWCNTs (Aşama 1, 2 boyunca ve 3) iyonik mukavemeti deney koşulu için farklı akış hızları için: 2 mM; pH değeri: 5&#39;tir; ve kum boyutu:. 300 mikron <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52634/52634fig6large.jpg" target="_blank">bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için burayı tıklayınız.</a> <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td> pH </td&gt; <td> İyonik gücü (mM) </td><td> Tane boyutu (um) </td><td> Akış hızı (ml / dakika) </td><td> Gözenek su hızı (m / gün) </td></tr><tr><td align="right"> 5 </td><td align="right"> 2 </td><td align="right"> 300 </td><td align="right"> 2 </td><td align="right"> 15.5 </td></tr><tr><td align="right"> 5 </td><td align="right"> 2 </td><td align="right"> 300 </td><td align="right"> 2 </td><td align="right"> 15 </td></tr><tr><td align="right"> 5 </td><td align="right"> 2 </td><td align="right"> 211 </td><td align="right"> 2 </td><td align="right"> 15.5 </td></tr><tr><td align="right"> 5 </td><td align="right"> 2 </td><td align="right"> 150 </td><td align="right"> 2 </td><td align="right"> 15.5 </td></tr><tr><td align="right"> 5 </td><td align="right"> 2 </td><td align="right"> 300 </td><td align="right"> 0.66 </td><td align="right"> 5.17 </td></tr><tr><td align="right"> 5 </td><td align="right"> 2 </td><td align="right"> 300 </td><td align="right"> 0.22 </td><td align="right"> 1.71 </td></tr></tbody></table> Sütun deneyleri için deney durumun Tablo 1. Özeti.

Watch this Scientific Journal Video about Transport of Surface-modified Carbon Nanotubes through a Soil Column at JoVE.com

Transport of Surface-modified Carbon Nanotubes through a Soil Column

Surface properties of a nanoparticle are important for their interaction with the surrounding medium. Therefore the surface modification of carbon nanotubes can be critical for their transport and retention through porous media. Here, lab scale column experiments are used to understand the possible transport and retention of these nanoparticles.

Bir Toprak Kolonundaki Yüzey modifiye Karbon Nanotüpler taşınması

Carbon nanotubes (CNTs) are widely manufactured nanoparticles, which are being utilized in a number of consumer products, such as sporting goods, ...

transport-of-surface-modified-carbon-nanotubes-through-a-soil-column

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

9.4K Görüntüleme.  Nalanda University. Surface properties of a nanoparticle are important for their interaction with the surrounding medium. Therefore the surface modification of carbon nanotubes can be critical for their transport and retention through porous media. Here, lab scale column experiments are used to understand the possible transport and retention of these nanoparticles. 

Video: Transport of Surface-modified Carbon Nanotubes through a Soil Column

Template Directed Synthesis of Plasmonic Gold Nanotubes with Tunable IR Absorbance

A nearly parallel array of pores can be produced by anodizing aluminum foils in acidic environments1, 2. Applications of anodic aluminum oxide (AAO) membranes have been under development since the 1990's and have become a common method to template the synthesis of high aspect ratio nanostructures, mostly by electrochemical growth or pore-wetting. Recently, these membranes have become commercially available in a wide range of pore sizes and densities, leading to an extensive library of functional nanostructures being synthesized from AAO membranes. These include composite nanorods, nanowires and nanotubes made of metals, inorganic materials or polymers 3-10. Nanoporous membranes have been used to synthesize nanoparticle and nanotube arrays that perform well as refractive index sensors, plasmonic biosensors, or surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) substrates 11-16, as well as a wide range of other fields such as photo-thermal heating 17, permselective transport 18, 19, catalysis 20, microfluidics 21, and electrochemical sensing 22, 23. Here, we report a novel procedure to prepare gold nanotubes in AAO membranes. Hollow nanostructures have potential application in plasmonic and SERS sensing, and we anticipate these gold nanotubes will allow for high sensitivity and strong plasmon signals, arising from decreased material dampening 15.

Solution-suspendable gold nanotubes with controlled dimensions can be synthesized by electrochemical deposition in porous anodic aluminum oxide (AAO) membranes using a hydrophobic polymer core. Gold nanotubes and nanotube arrays hold promise for applications in plasmonic biosensing, surface-enhanced Raman spectroscopy, photo-thermal heating, ionic and molecular transport, microfluidics, catalysis and electrochemical sensing.

Şablon Ayarlanabilir IR Absorbans ile plasmonik Altın Nanotüpler Sentez Yönetmen

A nearly parallel array of pores can be produced by anodizing aluminum foils in acidic environments1, 2. Applications of anodic aluminum oxide (AAO) ...

Kimya

Dependence of Laser-induced Breakdown Spectroscopy Results on Pulse Energies and Timing Parameters Using Soil Simulants

The dependence of some LIBS detection capabilities on lower pulse energies (&lt;100 mJ) and timing parameters were examined using synthetic silicate samples. These samples were used as simulants for soil and contained minor and trace elements commonly found in soil at a wide range of concentrations. For this study, over 100 calibration curves were prepared using different pulse energies and timing parameters; detection limits and sensitivities were determined from the calibration curves. Plasma temperatures were also measured using Boltzmann plots for the various energies and the timing parameters tested. The electron density of the plasma was calculated using the full-width half maximum (FWHM) of the hydrogen line at 656.5 nm over the energies tested. Overall, the results indicate that the use of lower pulse energies and non-gated detection do not seriously compromise the analytical results. These results are very relevant to the design of field- and person-portable LIBS instruments.

LIBS detection capabilities on soil simulants were tested using a range of pulse energies and timing parameters. Calibration curves were used to determine detection limits and sensitivities for different parameters. Generally, the results showed that there was not a significant reduction in detection capabilities using lower pulse energies and non-gated detection.

Toprak benzerleri kullanılarak Darbe Enerjileri ve Zamanlama Parametreleri Lazer kaynaklı Dağılımı Spektroskopisi Sonuçlarının Bağımlılığı

The  dependence of some LIBS detection capabilities on lower pulse energies (&lt;100  mJ) and timing parameters were examined using synthetic silicate ...

An Inverse Analysis Approach to the Characterization of Chemical Transport in Paints

The ability to directly characterize chemical transport and interactions that occur within a material (i.e., subsurface dynamics) is a vital component in understanding contaminant mass transport and the ability to decontaminate materials. If a material is contaminated, over time, the transport of highly toxic chemicals (such as chemical warfare agent species) out of the material can result in vapor exposure or transfer to the skin, which can result in percutaneous exposure to personnel who interact with the material. Due to the high toxicity of chemical warfare agents, the release of trace chemical quantities is of significant concern. Mapping subsurface concentration distribution and transport characteristics of absorbed agents enables exposure hazards to be assessed in untested conditions. Furthermore, these tools can be used to characterize subsurface reaction dynamics to ultimately design improved decontaminants or decontamination procedures. To achieve this goal, an inverse analysis mass transport modeling approach was developed that utilizes time-resolved mass spectroscopy measurements of vapor emission from contaminated paint coatings as the input parameter for calculation of subsurface concentration profiles. Details are provided on sample preparation, including contaminant and material handling, the application of mass spectrometry for the measurement of emitted contaminant vapor, and the implementation of inverse analysis using a physics-based diffusion model to determine transport properties of live chemical warfare agents including distilled mustard (HD) and the nerve agent VX.

In this paper, a procedure for quantifying the mass transport parameters of chemicals in various materials is presented. This process involves employing an inverse-analysis based diffusion model to vapor emission profiles recorded by real-time, mass spectrometry in high vacuum.

Boyalar Kimyasal Ulaştırma Karakterizasyonu bir Ters Analizi Yaklaşımı

The ability to directly characterize chemical transport and interactions that occur within a material (i.e., subsurface dynamics) is a vital component in ...

Tuning a Parallel Segmented Flow Column and Enabling Multiplexed Detection

Active flow technology (AFT) is new form of column technology that was designed to overcome flow heterogeneity to increase separation performance in terms of efficiency and sensitivity and to enable multiplexed detection. This form of AFT uses a parallel segmented flow (PSF) column. A PSF column outlet end-fitting consists of 2 or 4 ports, which can be multiplexed to connect up to 4 detectors. The PSF column not only allows a platform for multiplexed detection but also the combination of both destructive and non-destructive detectors, without additional dead volume tubing, simultaneously. The amount of flow through each port can also be adjusted through pressure management to suit the requirements of a specific detector(s). To achieve multiplexed detection using a PSF column there are a number of parameters which can be controlled to ensure optimal separation performance and quality of results; that is tube dimensions for each port, choice of port for each type of detector and flow adjustment. This protocol is intended to show how to use and tune a PSF column functioning in a multiplexed mode of detection.

Here, we present a protocol for the operation and tuning of parallel segmented flow chromatography columns to enable multiplexed detection.

Paralel Segment Akış Sütun Tuning ve Multipleks Algılama etkinleştirme

Active flow technology (AFT) is new form of column technology that was designed to overcome flow heterogeneity to increase separation performance in terms ...

Curtain Flow Column: Optimization of Efficiency and Sensitivity

Active Flow Technology (AFT) is a form of column technology that increases the separation performance of a HPLC column through the use of a specially purpose built multiport end-fitting(s). Curtain Flow (CF) columns belong to the AFT suite of columns, specifically the CF column is designed so that the sample is injected into the radial central region of the bed and a curtain flow of mobile phase surrounding the injection of solute prevents the radial dispersion of the sample to the wall. The column functions as an 'infinite diameter' column. The purpose of the design is to overcome the radial heterogeneity of the column bed, and at the same time maximize the sample load into the radial central region of the column bed, which serves to increase detection sensitivity. The protocol described herein outlines the system and CF column set up and the tuning process for an optimized infinite diameter 'virtual' column.

Here, we present a protocol for the operation and optimization of Active Flow Technology (AFT) column in Curtain flow (CF) mode for enhanced separation performance.

Akış Sütun Perde: Verimliliği ve Duyarlılık Optimizasyonu

Active Flow Technology (AFT) is a form of column technology that increases the separation performance of a HPLC column through the use of a specially ...

Facile Preparation of Internally Self-assembled Lipid Particles Stabilized by Carbon Nanotubes

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled (functionalized) CNTs are used as stabilizers to produce Pickering type oil-in-water (O/W) emulsions. Lipids namely, Dimodan U and Phytantriol are used as emulsifiers, which in excess water self-assemble into the bicontinuous cubic Pn3m phase. This highly viscous phase is fragmented into smaller particles using a probe ultrasonicator in presence of conventional surfactant stabilizers or CNTs as done here. Initially, the CNTs (powder form) are dispersed in water followed by further ultrasonication with the molten lipid to form the final emulsion. During this process the CNTs get coated with lipid molecules, which in turn are presumed to surround the lipid droplets to form a particulate emulsion that is stable for months. The average size of CNT-stabilized nanostructured lipid particles is in the submicron range, which compares well with the particles stabilized using conventional surfactants. Small angle X-ray scattering data confirms the retention of the original Pn3m cubic phase in the CNT-stabilized lipid dispersions as compared to the pure lipid phase (bulk state). Blue shift and lowering of the intensities in characteristic G and G&#39; bands of CNTs observed in Raman spectroscopy characterize the interaction between CNT surface and lipid molecules. These results suggest that the interactions between the CNTs and lipids are responsible for their mutual stabilization in aqueous solutions. As the concentrations of CNTs employed for stabilization are very low and lipid molecules are able to functionalize the CNTs, the toxicity of CNTs is expected to be insignificant while their biocompatibility is greatly enhanced. Hence the present approach finds a great potential in various biomedical applications, for instance, for developing hybrid nanocarrier systems for the delivery of multiple functional molecules as in combination therapy or polytherapy.

We report on a smart application of carbon nanotubes for kinetic stabilization of lipid particles that contain self-assembled nanostructures in their cores. The preparation of lipid particles requires rather low concentrations of carbon nanotubes permitting their use in biomedical applications such as drug delivery.

Karbon Nanotüpler tarafından Stabilize İçeriden Kendinden monte Lipid Parçacıklar uyduruk hazırlanması

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled ...

Preparation of Carbon Nanosheets at Room Temperature

Amphiphilic molecules equipped with a reactive, carbon-rich "oligoyne" segment consisting of conjugated carbon-carbon triple bonds self-assemble into defined aggregates in aqueous media and at the air-water interface. In the aggregated state, the oligoynes can then be carbonized under mild conditions while preserving the morphology and the embedded chemical functionalization. This novel approach provides direct access to functionalized carbon nanomaterials. In this article, we present a synthetic approach that allows us to prepare hexayne carboxylate amphiphiles as carbon-rich siblings of typical fatty acid esters through a series of repeated bromination and Negishi-type cross-coupling reactions. The obtained compounds are designed to self-assemble into monolayers at the air-water interface, and we show how this can be achieved in a Langmuir trough. Thus, compression of the molecules at the air-water interface triggers the film formation and leads to a densely packed layer of the molecules. The complete carbonization of the films at the air-water interface is then accomplished by cross-linking of the hexayne layer at room temperature, using UV irradiation as a mild external stimulus. The changes in the layer during this process can be monitored with the help of infrared reflection-absorption spectroscopy and Brewster angle microscopy. Moreover, a transfer of the carbonized films onto solid substrates by the Langmuir-Blodgett technique has enabled us to prove that they were carbon nanosheets with lateral dimensions on the order of centimeters.

We present the synthesis of an amphiphilic hexayne and its use in the preparation of carbon nanosheets at the air-water interface from a self-assembled monolayer of these reactive, carbon-rich molecular precursors.

Oda sıcaklığında karbon Nanosheets hazırlanması

Amphiphilic molecules equipped with a reactive, carbon-rich "oligoyne" segment consisting of conjugated carbon-carbon triple bonds self-assemble into ...

Functionalization of Single-walled Carbon Nanotubes with Thermo-reversible Block Copolymers and Characterization by Small-angle Neutron Scattering

We demonstrate a protocol for single-walled carbon nanotube functionalization using thermo-sensitive PEO-PPO-PEO triblock copolymers in an aqueous solution. In a carbon nanotube/PEO105-PPO70-PEO105 (poloxamer 407) aqueous solution, the amphiphilic poloxamer 407 adsorbs onto the carbon nanotube surfaces and self-assembles into continuous layers, driven by intermolecular interactions between constituent molecules. The addition of 5-methylsalicylic acid changes the self-assembled structure from spherical-micellar to a cylindrical morphology. The fabricated poloxamer 407/carbon nanotube hybrid particles exhibit thermo-responsive structural features so that the density and thickness of poloxamer 407 layers are also reversibly controllable by varying temperature. The detailed structural properties of the poloxamer 407/carbon nanotube particles in suspension can be characterized by small-angle neutron scattering experiments and model fit analyses. The distinct curve shapes of the scattering intensities depending on temperature control or addition of aromatic additives are well described by a modified core-shell cylinder model consisting of a carbon nanotube core cylinder, a hydrophobic shell, and a hydrated polymer layer. This method can provide a simple but efficient way for the fabrication and in-situ characterization of carbon nanotube-based nano particles with a structure-tunable encapsulation.

A method for the functionalization of carbon nanotubes with structure-tunable polymeric encapsulation layers and structural characterization using small-angle neutron scattering is presented.

Küçük açılı Nötron Saçılma tarafından Thermo-geri dönüşümlü Blok Kopolimer ve Karakterizasyonu Tek duvarlı Karbon Nanotüpler işlevselleştirilmesi

We demonstrate a protocol for single-walled carbon nanotube functionalization using thermo-sensitive PEO-PPO-PEO triblock copolymers in an aqueous ...

Characterizing Electron Transport through Living Biofilms

Here we demonstrate the method of electrochemical gating used to characterize electrical conductivity of electrode-grown microbial biofilms under physiologically relevant conditions.1 These measurements are performed on living biofilms in aqueous medium using source and drain electrodes patterned on a glass surface in a specialized configuration referred to as an interdigitated electrode (IDA) array. A biofilm is grown that extends across the gap connecting the source and drain. Potentials are applied to the electrodes (ES and ED) generating a source-drain current (ISD) through the biofilm between the electrodes. The dependency of electrical conductivity on gate potential (the average of the source and drain potentials, EG = [ED + ES]/2) is determined by systematically changing the gate potential and measuring the resulting source-drain current. The dependency of conductivity on gate potential provides mechanistic information about the extracellular electron transport process underlying the electrical conductivity of the specific biofilm under investigation. The electrochemical gating measurement method described here is based directly on that used by M. S. Wrighton2,3 and colleagues and R. W. Murray4,5,6 and colleagues in the 1980&#39;s to investigate thin film conductive polymers.

A protocol for measuring electrical conductivity of living microbial biofilms under physiologically relevant conditions is presented.

Elektron taşıma yaşayan biyofilmler ile karakterize

Here we demonstrate the method of electrochemical gating used to characterize electrical conductivity of electrode-grown microbial biofilms under ...

Grafting Multiwalled Carbon Nanotubes with Polystyrene to Enable Self-Assembly and Anisotropic Patchiness

We demonstrate a straightforward protocol to graft pristine multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with polystyrene (PS) chains at the sidewalls through a free-radical polymerization strategy to enable the modulation of the nanotube surface properties and produce supramolecular self-assembly of the nanostructures. First, a selective hydroxylation of the pristine nanotubes through a biphasic catalytically mediated oxidation reaction creates superficially distributed reactive sites at the sidewalls. The latter reactive sites are subsequently modified with methacrylic moieties using a silylated methacrylic precursor to create polymerizable sites. Those polymerizable groups can address further polymerization of styrene to produce a hybrid nanomaterial containing PS chains grafted to the nanotube sidewalls. The polymer-graft content, amount of silylated methacrylic moieties introduced and hydroxylation modification of the nanotubes are identified and quantified by Thermogravimetric Analysis (TGA). The presence of reactive functional groups hydroxyl and silylated methacrylate are confirmed by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR). Polystyrene-grafted carbon nanotube solutions in tetrahydrofuran (THF) provide wall-to-wall collinearly self-assembled nanotubes when cast samples are analyzed by transmission electron microscopy (TEM). Those self-assemblies are not obtained when suitable blanks are similarly cast from analogous solutions containing non-grafted counterparts. Therefore, this method enables the modification of the nanotube anisotropic patchiness at the sidewalls which results into spontaneous auto-organization at the nanoscale.

A procedure for the synthesis of polystyrene-grafted multiwalled carbon nanotubes using successive chemical modification steps to selectively introduce the polymer chains to the sidewalls and their self-assembly via anisotropic patchiness is presented.

Multiwalled karbon nanotüpler kendinden montajlı etkinleştirmek için polistiren ve Anizotropik seçimdeki aşılama

We demonstrate a straightforward protocol to graft pristine multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with polystyrene (PS) chains at the sidewalls through a ...