Extraction par Nanotubes de carbone magnétisés

Les nanotubes de carbone sont connus et utilisés pour la réalisation de réactions d’oxydation ou de déshydrogénation mais aussi pour leur capacité d’adsorption en surface. H.-F. ZHANG, Y.-P. SHI proposent ici de condenser un oxyde de fer (Fe3O4) sur ces nanotubes pour améliorer leur manipulation dans l’extraction de composés organiques. Les propriétés magnétiques que possède cet oxyde de fer permettent de séparer facilement les nanotubes du milieu réactionnel.

Il existe deux types de Nanotubes de carbone disponibles commercialement (NANOCYL):

  • SWCNTs (Sample Walled Carbon Nanotubes): composés d’un simple feuillet de graphène (cristal bidimensionnel de carbone) enroulé sur lui-même, et formant un nanotube.
  • MWCNTs (Multi Walled Carbon Nanotubes): composé de plusieurs feuillets de graphène enroulés les uns sur les autres, et formant des nanotubes concentriques.

Ces nanotubes peuvent porter des groupements fonctionnels (type : COOH, OH, et NH2) sur leur surface.

Procédure d’extraction par (Fe3O4)-MWCNTs-OH :

Les chlorures de fer (FeCl3 et FeCl2) sont dissout dans de l’eau déshydrogénée en présence des MWCNTs-OH (environ 100 mg). L’ajout d’une solution d’hydroxyde d’ammonium entraine la formation d’un précipité noir (Fe3O4-MWCNTs-OH) que l’on sépare ensuite du milieu par centrifugation puis par lavage à l’eau déminéralisée.

Le protocole d’extraction se déroule ensuite simplement par ajout de Fe3O4-MWCNTs-OH dans l’échantillon, ce qui va conduire à une adsorption des composés organiques présents. La séparation se fait ensuite à l’aide d’un aimant. Les composés adsorbés sur les Fe3O4-MWXNTs-OH sont ensuite extraits avec un solvant de désorption.
Enfin la solution, contenant les composés cibles, peut être analysée par HPLC.

L’extraction par  Fe3O4-MWXNTs-OH est un procédé simple. Les nanotubes possèdent une excellente capacité d’adsorption, et peuvent être réutilisés un grand nombre de fois après nettoyage et reconditionnement.

Quelques applications :Extraction de sucres et de polyphénols ; de pesticides ; d’hydrocarbures aromatiques polycycliques.

Prix indicatif des nanotubes MWCNTs-OH: de 200 à 400€ les 10 grammes.

Source :
H.-F. ZHANG, Y.-P. SHI. (2012). Preparation of Fe3O4 nanoparticle enclosure hydroxylated multi-walled carbon nanotubes for the determination of aconitines in human serum samples. Analytica Chimica Acta, 725, 54-60.

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