Ozone oxidation of single walled carbon nanotubes from density functional theory

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 113, Issue 41, 2009, Pages 17636-17642

  Yim, Wai Leung ^a,b,d   Karl Johnson, J ^a,c  

^a PA 15260   (United States)

^b UNIVERSITY OF PITTSBURGH   (United States)

^c NATIONAL ENERGY TECHNOLOGY LABORATORY   (United States)

^d INSTITUTE OF HIGH PERFORMANCE COMPUTING   (Singapore)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

[CARBONYL; ACTIVATION BARRIERS; BARRIER HEIGHTS; C-O STRETCHING; CARBONYL GROUPS; CLUSTER MODELS; DECOMPOSITION PATHWAY; DEFECT SITES; EPOXIDE GROUPS; ETHER GROUP; GRADIENT-CORRECTED DENSITY FUNCTIONAL THEORY; LOCAL STRUCTURE; OZONE ATTACK; OZONE OXIDATION; SINGLE-WALLED NANOTUBE; VIBRATIONAL FREQUENCIES;

CARBON NANOTUBES; CARBONYLATION; ESTERIFICATION; ESTERS; ETHERS; FUNCTIONAL GROUPS; OZONE; POTENTIAL ENERGY; POTENTIAL ENERGY SURFACES; QUANTUM CHEMISTRY; SINGLE-WALLED CARBON NANOTUBES (SWCN);

DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

EID: 70449574424     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp908089c     Document Type: Article

References (84)

1. Kuznetsova, A.; Yates, J. T., Jr.; Liu, J.; Smalley, R. E. J. Chem. Phys. 2000, 112, 9590.
2. Kuznetsova, A.; Mawhinney, D. B.; Naumenko, V.; Yates, J. T., Jr.; Uu, J.; Smalley, R. E. Chem. Phys. Lett. 2000, 321, 292.
3. Kuznetsova, A.; Yates, J. T., Jr.; Simonyan, V. V.; Johnson, J. K.; Huffman, C. B.; Smalley, R. E. J. Chem. Phys. 2001, 115, 6691.
4. Byl, O.; Kondratyuk, P.; Forth, S. T.; FitzGerald, S. A.; Chen, L.; Johnson, J. K.; Yates, J. T., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 5889.
5. Byl, O.; Kondratyuk, P.; Yates, J. T., Jr. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 4277.
6. Yim, W.-L.; Byl, O.; Yates, J. T., Jr.; Johnson, J. K. J. Chem. Phys. 2004, 120, 5377.
7. Matranga, C.; Chen, L.; Smith, M.; Bittner, E.; Johnson, J. K.; Bockrath, B. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 12930.
8. Ellison, M. D.; Crotty, M. J.; Koh, D.; Spray, R. L.; Tate, K. E. J. Phys. Chem. B 2004, 108. 7938.
9. Matranga, C.; Bockrath, B. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 6170.
10. Agnihotri, S.; Mota, J. P. B.; Rostam-Abadi, M.; Rood, M. J. Langmuir 2005, 21, 896.
11. Hemraj-Benny, T.; Bandosz, T. J.; Wong, S. S. J. Colloid Interface Sci 2008, 317, 375.
12. Liu, J.; Rinrier, A. G.; Dai, H.; Hafner, J. H.; Bradley, R. K.; Boul, P. J.; Lu, A.; Iverson, T.; Shelimov, K.; Huffman, C. B.; Rodriguez-Macias, F.; Shon, Y.-S.; Lee, T. R.; Colbert, D. T.; Smalley, R. E. Science 1998, 280, 1253.
13. Tsang, S. C.; Chen, Y. K.; Harris, P. J. F.; Green, M. L. H. Nature 1994, 372, 159.
14. Ajayan, P. M.; Ebbesen, T. W.; Ichihashi, T.; lijima, S.; Tanigaki, K.; Hiura, H. Nature 1993, 362, 522.
15. Smith, M. R.; Hedges, S. W.; LaCount, R.; Kern, D.; Shah, N.; Huffman, G. P.; Bockrath, B. Carbon 2003, 41, 1221.
16. Smith, M. R.; Bittner, E. W.; Shi, W.; Johnson, J. K.; Bockrath, B. C. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 3752.
17. Mawhinney, D. B.; Naumenko, V.; Kuznetsova, A.; Yates, J. T., Jr.; Liu, J.; Smalley, R. E. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2383.
18. Mawhinney, D. B.; Naumenko, V.; Kuznetsova, A.; Yates, J. T., Jr.; Liu, J.; Smalley, R. E. Chem. Phys. Lett. 2000, 324, 213.
19. Byl, O.; Liu, J.; Yates, J. T. Langmuir 2005, 21, 4200.
20. Kondratyuk, P.; Yates, J. T. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 995.
21. Banerjee, S.; Wong, S. S. J. Phys, Chem. B 2002, 106, 12144.
22. Cai, L. T.; Bahr, J. L.; Yao, Y. X.; Tour, J. M. Chem. Mater. 2002, 14, 4235.
23. Chen, Z. Y.; Hauge, R. H.; Smalley, R. E. J. Nanosci. Nanotechnol. 2006, 6, 1935.
24. Chen, Z. Y.; Ziegler, K. J.; Shaver, J.; Hauge, R. H.; Smalley, R. E. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 11624.
25. Cataldo, F. Fuller. Nanotub. Carbon Nanostruct. 2008, 16, 1.
26. Li, M. H.; Boggs, M.; Beebe, T. P.; Huang, C. P. Carbon 2008, 46, 466.
27. Mazzoni, M. S. C.; Chacham, H.; Ordejon, P.; Sanchez-Portal, D.; Soler, J. M.; Artacho, E. Phys. Rey, B 1999, 60, 2208.
28. Mann, D. J.; Hase, W. L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 4376.
29. Simmons, J. M.; Nichols, B. M.; Baker, S. E.; Marcus, M. S.; Castellini, O. M.; Lee, C.-S.; Hamers, R. J.; Eriksson, M. A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 7133.
30. Choi, Y. K.; Gotoh, Y.; Sugimoto, K. I.; Song, S. M.; Yanagisawa, T.; Endo, M. Polymer 2005, 46, 11489.
31. Sham, M. L.; Kim, J. K. Carbon 2006, 44, 768.
32. Najafi, E.; Kim, J. Y.; Han, S. H.; Shin, K. Colloids Surf. A 2006, 284, 373.
33. Trancik, J. E.; Barton, S. C.; Hone, J. Nano Lett. 2008, 8, 982.
34. Iakoubovskii, K.; Minami, N.; Ueno, T.; Kazaoui, S.; Kataura, H. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 11194.
35. Cervini, R.; Simon, G. P.; Ginic-Markovic, M.; Matisons, J. G.; Huynh, C.; Hawkins, S. Nanotechnology 2008, 19, 175602.
36. Parekh, B.; Debies, T.; Knight, P.; Santhanam, K. S. V.; Takacs, G. A. J. Adhes. Sci. Technol. 2006, 20, 1833.
37. Lu, X.; Zhang, L.; Xu, X.; Wang, N.; Zhang, Q. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2136.
38. Kar, T.; Akdimb, B.; Duanb, X.; Pachter, R. Chem. Phys. Lett. 2004, 392, 176.
39. Yim, W.-L; Uu, Z.-F. Chem. Phys. Lett. 2004, 398, 297.
40. Picozzi, S.; Santucci, S.; Lozzi, L.; Cantalini, C.; Baratto, C.; Sberveglieri, G.; Armentano, I.; Kenny, J. M.; Valentini, L.; Delley, B. J. Vac. Sci. Technol. A 2004, 22, 1466.
41. Picozzi, S.; Santucci, S.; Lozzi, L.; Valentini, L.; Delley, B., J. Chem. Phys. 2004, 120, 7147.
42. Liu, L. V.; Tian, W. Q.; Wang, Y. A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 13037.
43. Criegee, R. Rec. Chem. Proc 1957, 18, 111.
44. Criegee, R. Angew. Chem. 1975, 87, 765.
45. Bauld, N. L.; Thompson, J. A.; Hudson, C. E.; Bailey, P. S. J. Am. Chem. Soc. 1968, 90, 1822.
46. Bailey, P. S.; Feudi, T. M. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 899.
47. Ponec, R.; Yuzhakov, G.; Haas, Y.; Samuni, U. J. Org. Chem. 1997, 62, 2757.
48. Herron, J. T.; Huie, R. E. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 5430.
49. Dewar, M. J. S.; Hwang, J. C.; Kuhn, D. R. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 735.
50. Anglada, J. M.; Crehuet, R.; Maria Bofill, J. Chem.-Eur. J. 1999, 5, 1809.
51. Shang, Z.; Pan, Y.; Cai, Z.; Zhao, X.; Tang, A. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 1915.
52. Leininger, M. L.; Schaefer, H. F. J. Chem. Phys. 1997, 107, 9059.
53. Borowski, P.; Andersson, K.; Malmqvist, P. A.; Roos, B. O. J. Chem. Phys. 1992, 97, 5568.
54. Li, X. Z.; Paldus, J. J. Chem. Phys. 1999, 110, 2844.
55. Xie, D. Q.; Guo, H.; Peterson, K. A. J. Chem. Phys. 2000, 112, 8378.
56. Siebert, R.; Fleurat-Lessard, P.; Schinke, R.; Bittererova, M.; Farantos, S. C. J. Chem. Phys. 2002, 116, 9749.
57. Murray, C. W.; Handy, N. C.; Amos, R. D. J. Chem. Phys. 1993 98, 7145.
58. Jhi, S.-H.; Louie, S. G.; Cohen, M. L. Phys, Rev., Lett. 2000, 85, 1710.
59. Sorescu, D. C.; Jordan, K. D.; Avouris, P. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 11227.
60. Peng, S.; Cho, K. Nanotechnology 2000, 11, 57.
61. Chan, S.-P.; Chen, G.; Gong, X. G.; Liu, Z.-F. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 086403.
62. Yim, W.-L.; Gong, X. G.; Liu, Z.-F. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 9363.
63. Ricca, A.; Bauschlicher, C. W. Chem. Phys. 2006, 323, 511.
64. Bauschlicher, C. W. Chem. Phys. Lett. 2000, 322, 237.
65. Bauschlicher, C. W. Nano Lett. 2001, 1, 223.
66. Lu, X.; Tian, F.; Xu, X.; Wang, N.; Zhang, Q. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 10459.
67. Chen, Z.; Nagase, S.; Hirsch, A.; Haddon, R. C.; Thiel, W.; Schleyer, P. v. R. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 1552.
68. Bauschlicher, C. W.; Ricca, A. Phys. Rev. B 2004, 70, 115409.
69. Cinke, M.; Li, J.; Bauschlicher, C. W.; Ricca, A.; Meyyappan, M. Chem. Phys., Lett. 2003, 376, 761.
70. Khare, B. N.; Wilhite, P.; Quinn, R. C.; Chen, B.; Schingler, R. H.; Tran, B.; Imanaka, H.; So, C. R.; Bauschlicher, C. W.; Meyyappan, M. J. Phys, Chem. B 2004, 108, 8166.
71. Ricca, A.; Bauschlicher, C. W. Chem. Phys. 2006, 324, 455.
72. Rosi, M.; Bauschlicher, C. W. Chem. Phys. Lett. 2007, 437, 99.
73. Lu, X.; Chen, Z, F. Chem. Rev. 2005, 105, 3643.
74. Kresse, G.; Hafner, J. Phys, Rey, B 1993, 47, 558.
75. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1994, 49, 14251.
76. Kresse, G.; Furthmueller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169.
77. Vanderbilt, D. Phys, Rev. B 1990, 41, 7892.
78. Monkhorst, H. J.; Pack, J. D. Phys. Rev. B 1976, 13, 5188.
79. Mills, G.; Jónsson, H.; Schenter, G. K. Surf. Sci. 1995, 324, 305.
80. Henkelman, G.; Uberuaga, B. P.; Jónsson, H. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9901.
81. Frisch, M. J., Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; J. A. Montgomery, J.; Vreven, T.; Kudin, K. N., Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Soalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J., Cammi, R., Pomelli, C., Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Parkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A, Gaussian 03, Revision C.02; Gaussian, Inc.: Wallingford CT, 2004.
82. Scott, A. P.; Radom, L. J. Phys. Chem. B 1996, 100, 16502.
83. Aplincourt, P.; Ruiz-López, M. F. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 8990.
84. Li, Z. Y.; Zhang, W. H.; Luo, Y.; Yang, J. L.; Hou, J. G. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6320.