Chemistry of single-walled carbon nanotubes

Journal of Computational and Theoretical Nanoscience

Volumn 6, Issue 6, 2009, Pages 1213-1235

  Yeung, Charles See ^a   Tian, Wei Quan ^a,b   Liu, Lei Vincent ^a   Wang, Yan Alexander ^a  

^a UNIVERSITY OF BRITISH COLUMBIA   (Canada)

^b JILIN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

Defect; Electronic Structure; Gas Adsorption; Nanorods; Nitrogen Monoxide; Platinum; Single Walled Carbon Nanotubes

Indexed keywords

CARBON FRAMEWORK; GAS MOLECULES; MECHANISTIC STUDIES; NANO-BIOLOGY; NITROGEN MONOXIDE; SCIENTIFIC COMMUNITY; SELECTIVE FUNCTIONALIZATION; SENSORY TECHNOLOGIES; TRANSITION METAL CATALYSIS;

DEFECTS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRONIC PROPERTIES; ELECTRONIC STRUCTURE; GAS ADSORPTION; GRAFTING (CHEMICAL); MOLECULAR ELECTRONICS; NANORODS; PETROLEUM PROSPECTING; PLATINUM; SINGLE-WALLED CARBON NANOTUBES (SWCN); SUPRAMOLECULAR CHEMISTRY; SYNTHESIS (CHEMICAL); TRANSITION METALS;

CARBON NANOTUBES;

EID: 67449135280     PISSN: 15461955     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1166/jctn.2009.1171     Document Type: Review

References (146)

1. S. Iijima, Nature 354, 56 (1991).
2. S. Iijima and T. Ichihashi, Nature 363, 603 (1993).
3. D. Tasis, N. Tagmatarchis, A. Bianco, and M. Prato, Chem. Rev. 106, 1105 (2006).
4. P. M. Ajayan, Chem. Rev. 99, 1787 (1999).
5. H. R. Byon and H. C. Choi, J. Am. Chem. Soc. 128, 2188 (2006).
6. N. Ferrer-Anglada, V. Gomis, Z. El-Hachemi, U. D. Weglikovska, M. Kaempgen, and S. Roth, Phys. Stat. Solid. 203, 1082 (2006).
7. P. Avouris, Acc. Chem. Res. 35, 1026 (2002).
8. Z. Chen, J. Appenzeller, Y.-M. Lin, J. Sippel-Oakley, A. G. Rinzler, J. Tang, S. J. Wind, P. M. Solomon, and P. Avouris, Science 311, 1735 (2006).
9. N. Robertson and C. A. McGowan, Chem. Soc. Rev. 32, 96 (2003).
10. D. A. Britz and A. N. Khlobystov, Chem. Soc. Rev. 35, 637 (2006).
11. Y. Yeo-Heung, A. Miskin, P. Kang, S. Jain, S. Narasimhadevara, D. Hurd, V. Shinde, M. J. Schulz, V. Shanov, P. He, F. J. Boerio, D. Shi, and S. Srivinas, J. Intel. Mater. Sys. Struc. 17, 107 (2006).
12. M. Nakazawa, S. Nakahara, T. Hirooka, M. Yoshida, T. Kaino, and K. Komatsu, Opt. Lett. 31, 915 (2006).
13. S. Y. Set, H. Yaguchi, Y. Tanaka, and M. Jablonski, J. Lightwave Technol. 22, 51 (2004).
14. D. H. Wu, W. T. Chien, C. S. Chen, and H. H. Chen, Sens. Act. A 126, 117(2006).
15. J. Kim, J. Baek, H. Kim, K. Lee, and S. Lee, Sens. Act. A 128, 7 (2006).
16. M. E. Kose, B. A. Harruff, Y. Lin, L. M. Veca, F. Lu, and Y.-P. Sun, J. Phys. Chem. B 110, 14032 (2006).
17. W. Wongwiriyapan, S.-I. Honda, H. Konishi, T. Mizuta, T. Ikuno, T. Ito, T. Maekawa, K. Suzuki, H. Ishikawa, K. Oura, and M. Katayama, Jap. J. Appl. Phys. 44, L482 (2005).
18. H. Zhang, J. Nanoparticle Res. 6, 665 (2004).
19. P. Serp, M. Corrias, and P. Kalck, Appl. Catal. A 253, 337 (2003).
20. M. Moniruzzaman and K. I. Winey, Macromolecules 39, 5194 (2006).
21. M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, and P. C. Eklund, Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes, Academic, San Diego (1995), Chap. 19.
22. W. Q. Tian, L. V. Liu, and Y. A. Wang, Phys. Chem. Chem. Phys. 8, 3528 (2006).
23. C. S. Yeung, L. V. Liu, and Y. A. Wang, J. Comput. Theor. Nanosci. 4, 1108 (2007).
24. M. B. Bryning, M. F. Islam, J. M. Kikkawa, and A. G. Yodh, Adv. Mater. 17, 1186(2005).
25. F. Du, J. E. Fischer, and K. I. Winey, Phys. Rev. B 72, 121404 (2005).
26. M. Foygel, R. D. Morris, D. Anez, S. French, and V. L. Sobolev, Phys. Rev. B 71, 104201 (2005).
27. S. Barrau, P. Demont, E. Perez, A. Peigney, C. Laurent, and C. Lacabanne, Macromolecules 36, 9678 (2003).
28. F. Du, J. E. Fischer, and K. I. Winey, J. Polym. Sci. B: Polym. Phys. 41, 3333 (2003).
29. R. Haggenmueller, H. H. Gommans, A. G. Rinzler, J. E. Fischer, and K. I. Winey, Chem. Phys. Lett. 330, 219 (2000).
30. Q. Yuan and R. D. K. Misra, Mater. Sci. Technol. 22, 742 (2006).
31. V. I. Rodughin and V. V. Vysotskii, Prog. Org. Coat. 39, 81 (2000).
32. B. E. Kilbride, J. N. Coleman, J. Fraysse, P. Fournet, M. Cadek, A. Drury, S. Hutzler, S. Roth, and W. J. Blau, J. Appl. Phys. 92, 4024 (2002).
33. P. L. McEuen, M. Bockrath, D. H. Cobden, Y.-G. Yoon, and S. G. Louie, Phys. Rev. Lett. 83, 5098 (1999).
34. L. Valentini, I. Armentano, D. Puglia, and J. M. Kenny, Carbon 42, 323 (2004).
35. T. Ramanathan, H. Liu, and L. C. Brinson, J. Polym. Sci. B: Polym. Phys. 43, 2269 (2005).
36. E. Tamburri, S. Orlanducci, M. L. Terranova, F. Valentini, G. Pallesci, A. Curulli, F. Brunetti, D. Passeri, A. Alippi, and M. Rossi, Carbon 43, 1213 (2005).
37. P. J. Boul, J. Liu, E. T. Mickelson, C. B. Huffman, L. M. Ericson, I. W. Chiang, K. A. Smith, D. T. Colbert, R. H. Hauge, J. L. Margrave, and R. E. Smalley, Chem. Phys. Lett. 310, 367 (1999).
38. E. T. Mickelson, I. W. Chiang, J. L. Zimmermann, P. J. Boul, J. Lozano, J. Liu, R. E. Smalley, R. H. Hauge, and J. L. Margrave, J. Phys. Chem. B 103, 4318 (1999).
39. M. Holzinger, O. Vostrowsky, A. Hirsch, F. Hennrich, M. Kappes, R. Weiss, and F. Jellen, Angew. Chem., Int. Ed. 40, 2002 (2001).
40. V. Georgakilas, K. Kordatos, M. Prato, D. M. Guldi, M. Holzinger, and A. Hirsch, J. Am. Chem. Soc. 124, 760 (2002).
41. M. Holzinger, J. Abraham, P. Whelan, R. Graupner, L. Ley, F. Hennrich, M. Kappes, and A. Hirsch, J. Am. Chem. Soc. 125, 8566 (2003).
42. N. Tagmatarchis, V. Georgakilas, M. Prato, and H. Shinohara, Chem. Commun. 2010 (2002).
43. F. Liang, A. K. Sadana, A. Peera, J. Chattopadhyay, Z. Gu, R. H. Hauge, and W. E. Billups, Nano Lett. 4, 1257 (2004).
44. L. Long, X. Lu, F. Tian, and Q. Zhang, J. Org. Chem. 68, 4495 (2003).
45. D. Golberg, Y. Bando, W. Han, K. Kurashima, and T. Sato, Chem. Phys. Lett. 308, 337 (1999).
46. S. L. Sung, S. H. Tsai, C. H. Tseng, F. K. Chiang, X. W. Liu, and H. C. Shih, Appl. Phys. Lett. 74, 197 (1999).
47. P. L. Gai, O. Stephan, K. McGuire, A. M. Rao, M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, and C. Colliex, J. Mater. Chem. 14, 669 (2004).
48. M. Glerup, J. Steinmetz, D. Samaille, O. Stephan, S. Enouz, A. Loiseau, S. Roth, and P. Bernier, Chem. Phys. Lett. 387, 193 (2004).
49. C. S. Yeung, L. V. Liu, and Y. A. Wang, J. Phys. Chem. C 112, 7401 (2008).
50. L. V. Liu, W. Q. Tian, and Y. A. Wang, J. Phys. Chem. B 110, 1999 (2006).
51. M. Ten-ones, A. Jorio, M. Endo, A. M. Rao, Y. A. Kim, T. Hayashi, H. Terrones, J.-C. Charlier, G. Dresselhaus, and M. S. Dresselhaus, Mater. Today 7, 30 (2004).
52. D. Srivastava, M. Menon, C. Daraio, S. Jin, B. Sadanadan, and A. M. Rao, Phys. Rev. B 69, 153414 (2004).
53. S. H. Yang, W. H. Shin, J. W. Lee, S. Y. Kim, S. I. Woo, and J. K. Kang, J. Phys. Chem. B 110, 13941 (2006).
54. S. Dag, Y. Ozturk, S. Ciraci, and T. Yildirim, Phys. Rev. B 72, 155404 (2005).
55. G. Mpourmpakis, G. E. Froudakis, A. N. Andriotis, and M. Menon, Appl. Phys. Lett. 87, 193105 (2005).
56. W.-Q. Deng, X. Lu, and W. A. Goddard III, Nano Lett. 4, 2331 (2004).
57. A. Thess, R. Lee, P. Nikolaev, H. Dai, P. Petit, J. Robert, C. Xu, Y. H. Lee, S. G. Kim, A. G. Rinzler, D. T. Colbert, G. E. Scuseria, D. Tomanek, J. E. Fischer, and R. E. Smalley, Science 273, 483 (1996).
58. W. Branz, I. M. L. Billas, N. Malinowski, F. Tast, M. Heinebrodt, and T. P. Martin, J. Chem. Phys. 109, 3425 (1998).
59. J. M. Poblet, J. Munoz, K. Winkler, M. Cancilla, A. Hayashi, C. B. Lebrilla, and A. L. Balch, Chem. Commun. 6, 493 (1999).
60. Q. Kong, J. Zhuang, X. Li, R. Cai, L. Zhao, S. Qian, and Y. Li, Appl. Phys. A 75, 367 (2002).
61. C. Ding, J. Yang, X. Cui, and C. T. Chan, J. Chem. Phys. 111, 8481 (1999).
62. G. Lu, K. Deng, H. Wu, J. Yang, and X. Wang, J Chem. Phys. 124, 054305 (2006).
63. W. Q. Tian, L. V. Liu, and Y. A. Wang, Handbook of Theoretical and Computational Nanotechnology, Vol. 9, edited by M. Rieth and W. Schommers, American Scientific, Valencia, California, USA (2006), Chap. 10, pp. 499-524.
64. W. Q. Tian, L. V. Liu, Y.-K. Chen, and Y. A. Wang, Trends in Computational Nanomechanics: Transcending Time and Space, edited by T. Dumitrica, Springer, Heidelberg (2009).
65. A. Nel, T. Xia, L. Mädler, and N. Li, Science 311, 622 (2006).
66. A. S. Karakoti, L. L. Hench, and S. Seal, JOM 58, 77 (2006).
67. R. F. Service, Science 304, 1732 (2004).
68. K. L. Dreher, Toxicol. Sci. 77, 3 (2004).
69. H. M. Kipen and D. L. Laskin, Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. 289, L696 (2005).
70. K. Donaldson and C. L. Tran, Inhal. Toxicol. 14, 5 (2002).
71. A. Nel, Science 308, 804 (2005).
72. A. T. Bell, Science 299, 1688 (2003).
73. B. Halliwell and J. M. C. Gutteridge, Free Radicals in Biology and Medicine, Oxford University Press, Oxford (1999).
74. L. Ding, J. Stilwell, T. Zhang, O. Elboudwarej, H. Jiang, J. P. Selegue, P. A. Cooke, J. W. Gray, and F. F. Chen, Nano Lett. 5, 2448 (2005).
75. V. E. Kagan, Y. Y. Tyurina, V. A. Tyurin, N. V. Konduru, A. I. Potapovich, A. N. Osipov, E. R. Kisin, D. Schwegler-Berry, R. Mercer, V. Castranova, and A. A. Shvedova, Toxicol. Lett. 165, 88 (2006).
76. G. Jia, H. Wang, L. Yan, X. Wang, R. Pei, T. Yan, Y. Zhao, and X. Guo, Environ. Sci. Technol. 39, 1378 (2005).
77. J. Cheng, E. Flahaut, and S. H. Cheng, Environ. Toxicol. Chem. 26, 708 (2007).
78. N. N. Greenwood and A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2nd edn., Butterworth-Heinemann, London (1997).
79. E. Culotta, E. Daniel, and J. Koshland, Science 258, 1862 (1992).
80. M. R. Miller and I. L. Megson, Brit. J. Pharmacol. 151, 305 (2007).
81. J. M. Fukuto and L. J. Ignano, Acc. Chem. Res. 30, 149 (1997).
82. B. I. Jugdutt, Heart Failure Rev. 7, 385 (2002).
83. D. Bruch-Gerharz, T. Ruzicka, and V. Kolb-Bachofen, J. Invest. Dermatol. 110, 1 (1998).
84. R. P. Hunter, Animal Health Res. Rev. 3, 119 (2002).
85. R. L. Scher, Laryngoscope 117, 199 (2007).
86. O. W. Griffith and D. J. Stuehr, Annu. Rev. Physiol. 57, 707 (1995).
87. P. Vallance and J. Leiper, Nature Rev. Drug Disc. 1, 939 (2002).
88. P. S. Wheatley, A. R. Butler, M. S. Crane, S. Fox, B. Xiao, A. G. Rossi, I. L. Megson, and R. E. Morris, J. Am. Chem. Soc. 128, 502 (2006).
89. M. C. Frost, M. M. Reynolds, and M. E. Meyerhoff, Biomaterials 26, 1685 (2005).
90. E. B. Caruso, S. Petralia, S. Conoci, S. Giuffrida, and S. Sortino, J. Am. Chem. Soc. 129, 480 (2007).
91. H. Orita and Y. Inada, J. Phys. Chem. B 109, 22469 (2005).
92. H. Orita, N. Itoh, and Y. Inada, Chem. Phys. Lett. 384, 271 (2004).
93. P. Kaér, M. Kuzma, and L. Éervaný, Appl. Catal. A 259, 179 (2004).
94. J. Kong, M. G. Chapline, and H. Dai, Adv. Mater. 13, 1384 (2001).
95. F. J. Williams, A. Palermo, S. Tracey, M. S. Tikhov, and R. M. Lambert, J. Phys. Chem. B 106, 5668 (2002).
96. M. Lucci, A. Reale, A. D. Carlo, S. Orlanducci, E. Tamburri, M. L. Terranova, I. Davoli, C. D. Natale, A. D'Amico, and R. Paolesse, Sens. Act. B 118, 226 (2006).
97. S. Peng and K. Cho, Nana Lett. 3, 513 (2003).
98. E. Bekyarova, M. Davis, T. Burch, M. E. Itkis, B. Zhao, S. Sunshine, and R. C. Haddon, J. Phys. Chem. B 108, 19717 (2004).
99. P. G. Collins, K. Bradley, M. Ishigami, and A. Zettl, Science 287, 1801 (2000).
100. J. Kong, N. R. Franklin, C. W. Zhou, M. G. Chapline, S. Peng, K. J. Cho, and H. J. Dai, Science 287, 622 (2000).
101. L. B. da Silva, S. B. Fagan, and R. Mota, Nano Lett. 4, 65 (2004).
102. J. J. P. Stewart, J. Comput. Chem. 10, 209 (1989).
103. C. Lee, W. Yang, and R. G. Parr, Phys. Rev. A 37, 785 (1988).
104. A. D. Becke, J. Chem. Phys. 98, 5648 (1993).
105. B. Miehlich, A. Savin, H. Stoll, and H. Preuss, Chem. Phys. Lett. 157, 200 (1989).
106. R. Ditchfield, W. J. Hehre, and J. A. Pople, J. Chem. Phys. 54, 724 (1971).
107. W. J. Hehre, R. Ditchfield, and J. A. Pople, J. Chem. Phys. 56, 2257 (1972).
108. P. C. Hariharan and J. A. Pople, Mol. Phys. 27, 209 (1974).
109. M. S. Gordon, Chem. Phys. Lett. 76, 163 (1980).
110. F. Maseras and K. Morokuma, J. Comput. Chem. 16, 1170 (1995).
111. A. K. Rappe, C. J. Casewit, K. S. Colwell, W. A. Goddard III, and W. M. Skiff, J. Am. Chem. Soc. 114, 10024 (2004).
112. P. Mastrorilli, C. F. Nobile, G. P. Suranna, F. P. Fanizzi, G. Ciccarella, U. Englert, and Q. Li, Eur. J. Inorg. Chem. 1234 (2004).
113. A. W. Ehlers, S. Dapprich, S. F. Vyboishchikov, and G. Frenking, Organometallics 15, 105 (1996).
114. J. Puga, R. Patrini, K. M. Sanchez, and B. C. Gates, Inorg. Chem. 30, 2479 (1991).
115. J. W. Medlin and M. D. Allendorf, J. Phys. Chem. B 107, 217 (2003).
116. A. D. Becke, Phys. Rev. A 38, 3098 (1988).
117. J. P. Perdew, J. A. Chevary, S. H. Vosko, K. A. Jackson, M. R. Pederson, D. J. Singh, and C. Fiolhais, Phys. Rev. B 46, 6671 (1992).
118. J. P. Perdew, K. Burke, and Y. Wang, Phys. Rev. B 54, 16533 (1996).
119. P. J. Hay and W. R. Wadt, J. Chem. Phys. 82, 299 (1985).
120. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
121. E. D. Glendening, A. E. Carpenter, and F. Weinhold, NBO, Version 3.1 (1995).
122. A. E. Reed, L. A. Curtiss, and F. Weinhold, Chem. Rev. 88, 899 (1988).
123. A. Tenderholt, PyMOlyze, Version 1.1 (2005).
124. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. A. Montgomery, T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, J. M. Milliam, S. S. Iyengar, J. Tomasi, V. Barone, B. Mennucci, M. Cossi, G. Scalmani, N. Rega, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, M. Klene, X. Li, J. E. Knox, H. P. Hratchian, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, P. Y. Ayala, K. Morokuma, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, V. G. Zakrzewski, S. Dapprich, A. D. Daniels, M. C. Strain, O. Farkas, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, Q. Cui, A. G. Baboul, S. Clifford, J. Coislowski, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, P. M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, C. Gonzalez, and J. A. Pople, Gaussian 03, Revision B.05, Gaussian, Inc., Wallingford CT (2004).
125. N. Chakrapani, Y. M. Zhang, S. K. Nayak, J. A. Moore, D. L. Carroll, Y. Y. Choi, and P. M. Ajayan, J. Phys. Chem. B 107, 9308 (2003).
126. A. J. Lu and B. C. Pan, Phys. Rev. B 71, 165416 (2005).
127. F. Mercuri, A. Sgamellotti, L. Valentini, I. Armentano, and J. M. Kenny, J. Phys. Chem. B 109, 13175 (2005).
128. F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, and M. Bochmann, Advanced Inorganic Chemistry, 6th edn., John Wiley & Sons, Inc., New York (1999).
129. V. Hsieh, A. G. D. Crisci, A. G. Lough, and U. Fekl, Organometallics 26, 938 (2007).
130. C. R. Baar, H. A. Jenkins, J. J. Vittal, G. P. A. Yap, and R. J. Puddephatt, Organometallics 17, 2805 (1998).
131. S. S. Stahl, J. A. Labinger, and J. E. Bercaw, J. Am. Chem. Soc. 117, 9371 (1995).
132. M. Gajdoš, J. Hafner, and A. Eichler, J. Phys.: Cond. Matt. 18, 13 (2006).
133. H. Orita, I. Nakamura, and T. Fujitani, J. Phys. Chem. B 109, 10312 (2005).
134. V. Rosca, G. L. Beltramo, and M. T. M. Koper, Langmuir 21, 1448 (2005).
135. E. H. G. Backus, A. Eichler, M. L. Grecea, A. W. Kleyn, and M. Bonn, J. Chem. Phys. 121, 7946 (2004).
136. G. Natile, F. P. Intini, R. Bertani, R. A. Michelin, M. Mozzon, S. M. Sbovata, A. Venzo, and R. Seraglia, J. Organomet. Chem. 690, 2121 (2005).
137. G. Bernhardt, H. Brunner, N. Gruber, C. Lottner, S. K. Pushpan, T. Tsuno, and M. Zabel, Inorg. Chim. Acta 357, 4452 (2004).
138. M.-H. Baik, R. A. Friesner, and S. J. Lippard, Inorg. Chem. 42, 8615 (2003).
139. G. Novell-Leruth, A. Valcárcel, A. Clotet, J. M. Ricart, and J. Pérez-Ramírez, J. Phys. Chem. B 109, 18061 (2005).
140. U. J. Kilgore, X. Yang, J. Tomaszewski, J. C. Huffman, and D. J. Mindiola, Inorg. Chem. 45, 10712 (2006).
141. E. A. MacLachlan and M. D. Fryzuk, Organometallics 25, 1530 (2006).
142. E. M. Stuve and R. J. Madix, J. Phys. Chem. 89, 3183 (1985).
143. A. Hayashi, Y. Xie, J. M. Poblet, J. M. Campanera, C. B. Lebrilla, and A. L. Balch, J. Phys. Chem. A 108, 2192 (2004).
144. N. R. Avery, Langmuir 4, 445 (1988).
145. P. C. Stair and G. A. Somorjai, J. Chem. Phys. 66, 2036 (1977).
146. L. Menzel, A. A. Kosterev, R. F. Curl, F. K. Tittel, C. Gmachl, F. Capasso, D. L. Sivco, J. N. Baillargeon, A. L. Hutchinson, A. Y Cho, and W. Urban, Appl. Phys. B 72, 859 (2001).