碳纳米管拉曼光谱三个峰
讲解
3.1.2 拉曼光谱取10 mg 样品放到单晶硅片表面，在一定激发光源照射下，利用显微镜观察其表面型貌，由于激发光照射到碳管表面会产生反射光，再数字成像形成一定的光强度值。
由于碳管表面的凹凸不平程度会依据反映出来的光强度值不同看出来，一般，反映在拉曼光谱图上的有4个峰，RBM 峰（呼吸模的峰）大概在140-220 cm -1 (这个峰一般单壁碳纳米管才有，多壁的不明显)；不规则模的峰大概在1350 cm -1左右，即D 峰；石墨烯的峰，即规则模峰，大概在1580 cm -1左右，即G 峰；还有一个是石墨烯的二次积分峰，即2G 峰，概在2600 cm -1左右。
对于多壁碳纳米管改性表征中，以上四个峰中，D 峰和G 峰最重要，比较两个峰强度比值I D /I G , I D /I G 越大，说明碳管改性越成功，反之越不成功。
但是，由于原始碳管本身存在的问题，如表面金属催化剂在纯化时除不尽，而酸化是用的强酸作用、这样在酸化后，和原来除不尽的金属反应，使碳管表面反而比纯化的碳管更规整了，这样就会造成D 峰反而减小，并不是增加的现象。
即I D /I G 变小了。
所以这种情况要和TGA 测试结果综合比较才能得出结论。
100020003000I n t e n s i t y (a .u )Raman shift (cm -1)abD G2G图1. 纯化碳纳米管(a)和羧化碳纳米管(b)的拉曼光谱由图1可知，多壁碳纳米管的特征拉曼峰即D 峰和G 峰的谱带特征峰位置分别在1352和1582 cm -1, 根据拉曼光谱对碳纳米管的表征概念，D （disorder ）峰描述碳纳米管表面的不规整性，D 峰的峰面积越大，或者它的峰高度越高，说明碳管的表面越不规整；而G 峰（graphite ）代表碳管的规整度，G 峰的峰面积越大，或者它的峰高度越高，说明碳管的表面越规整。
对于修饰前后的碳纳米管利用拉曼谱图特征峰表征时，一般用D 峰和G 峰的峰高比值（H D /H G ）或峰面积比值（I D /I G ）表示，后者用的更多些，但前者更直观、方便些，当H D /H G 或（I D /I G ）的比值越大，说明碳纳米管表面的规整性越差，也就是碳管的表面功能化程度越大，对其原有的石墨规整结构破坏越大，根据上图的结果，我们看到羧化后的多壁碳纳米管与羧化前相比碳管的D 峰的高度值反而变的略小些，这主要是因为纯化碳管表面在合成之初可能还有较多的催化剂及一些金属杂质包覆在表面，纯化时不能完全除尽而造成的结果。
实用干货丨解析常见碳材料的拉曼光谱`
1550 1540 1530 1520
0.8 1.0
G+ G-
Semiconducting
1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4
Diameter (nm)
Metallic tubes: G-→LO & G+→TO Semiconducting tubes: G- →TO & G+ →LO
G- diameter dependence → TO circumferential
做计算 找华算
Raman Shift (cm-1)
1600 1590 1580 1570 1560 1550 1540 1530
TO LO
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱG+ G-
Metallic
1600 1590
LO
1580 1570 1560
c. Illustration of the relationship between angles and the chiralities of
the adjacent edges.
做计算 找华算
当两相邻边缘的夹角是30°，90° 时，两边缘有不同的手性，一个是 armchair,一个是zigzag。
做计算 找华算
2D-BAND
层 数 依 赖 性
激发光能量依赖性
1. e excitation
2. e-phonon scattering
3. Phonon with opposite momentum 4. E-hole recombination
做计算 找华算
石墨的拉曼光谱
不同点不同偏振方向的 拉曼光谱 （a）完美石墨晶体 （b）有缺陷的石墨
实用干货丨解析常见碳材料的拉曼光谱`
做计算 找华算
石墨的拉曼光谱
（1）结构不同，拉曼光谱不同 （2）G-band(~1580cm-1)是由碳环或长链中
的所有sp2原子对的拉伸运动产生的。 （3）缺陷和无序诱导D-band（~1360cm-1）的 产生。 （4）一般我们用D峰与G峰的强度比来衡量碳 材料的无序度。
做计算 找华算
2D-BAND
层 数 依 赖 性
激发光能量依赖性
1. e excitation
2. e-phonon scattering
3. Phonon with opposite momentum 4. E-hole recombination
做计算 找华算
石墨的拉曼光谱
不同点不同偏振方向的 拉曼光谱 （a）完美石墨晶体 （b）有缺陷的石墨
是armchair,一个是zigzag。当夹角是60°和120°时，有相同的手性。
做计算 找华算
一维碳材料--碳纳米管
碳纳米管(Carbon nanotube)是1991年才被发现的一种碳结构。 理想纳米碳管是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空的管体 SWNT的直径一般为1－6 nm，最小直径大约为0.5 nm，直径大于6nm 以后特别不稳定，会发生SWNT管的塌陷，长度则可达几百纳米到几个微米 MWNT的层间距约为0.34纳米，直径在几个纳米到几十纳米，长度一般在微 米量级，最长者可达数毫米 碳纳米管中的碳原子以sp2杂化，但是由于存在一定曲率 所以其中也有一小部分碳属sp3杂化 Hundreds of species depend on how it is folded.
碳纳米管
3.热学性能
由于碳管具有非常大的长径比，因而大量热是沿着长 度方向传递的，通过合适的取向，这种管子可以合成高各 向异性材料。 即在管轴平行方向的热交换性能很高，但在其垂直方 向的热交换性能较低。适当排列碳纳米管可得到非常高的 各向异性热传导材料。
四、碳纳米管的制备
CNTs的制备方法有多种，主要有电弧法，激光 蒸发法，化学气象沉积法等方法。这些方法分别在 不同的实验条件下可以得到MWNT和SWNT。
基本原理： 电弧室充惰性气体保护， 两石墨棒电极靠近，拉起 电弧，再拉开，以保持电 弧稳定。放电过程中阳极 温度相对阴极较高，所以 阳极石墨棒不断被消耗， 同时在石墨阴极上沉积出 含有碳纳米管的产物。 理想的工艺条件：氦气为载气，气压 60—50Pa，电 流60A～100A，电压19V～25 V，电极间距1 mm～4mm， 产率50％。Iijima等生产出了半径约1 nm的单层碳管。
五、纳米管结构的表征：
扫描隧道显微镜 X射线衍射
电子显微镜
拉曼光谱
1.电子显微术
利用不同的电子显微术，可以非常详细地研究碳 纳米管结构，确定其生长机制，反过来又可以帮助人 们改进碳管的生长过程，或者去修饰他们的结构。 利用扫描电子显微镜（SEM）可以获得单壁碳纳 米管管束的图像。透射电子显微镜（TEM）对于碳纳 米管结构的研究更为有用。TEM是一种强有力的技术， 可以确定碳纳米管管壁的层数，还可以准确测量管径 和确定碳管结构中的缺陷。
饭岛澄男 S.Iijima
将这些针状产物在高分辨电子显微镜下观察， 发现该针状物是直径为4～30纳米，长约1微米，由 2个到50个同心管构成，相邻同心管之间平均距离 为0.34纳米。
单壁碳纳米管
多壁碳纳米管
进一步实验研究表明，这些纳米量级的微小管状结构是由碳 原子六边形网格按照一定方式排列而形成，或者可以将其想象成 是由一个六边形碳原子形成的平面卷成的中空管体，而在这些管 体的两端可能是由富勒烯形成帽子。这就是多壁纳米碳管。 在石墨电极中添加一定的催化剂，可以得到仅仅具有一层管壁的 纳米碳管，即单壁碳纳米管产物。
不同参数多壁碳纳米管的拉曼光谱研究
实验用的多壁碳纳米管购自北京博宇高科新材料技术有 限公司 ，以天然气为原料 ，采用铁钴镍催化化学气相沉积法 （ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ，ＣＣＶＤ ）制备 ，通过控制 天燃气的流量来制备不同管径和长度的 Ｍ ＷＣＮ Ｔ 。使用扫描 电镜（ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ ，ＳＥＭ ，Ｈｉｔａｃｈｉ Ｓ‐４８００）对
不同参数多壁碳纳米管的拉曼光谱研究
吴熔琳１ ，２ ，邵铮铮２ 倡 ，常胜利２ ，张学骜２ ，李和平１ ，李新华２
１畅 长沙理工大学化学与生物工程学院 ，湖南 长沙 ４１４４００ ２畅 国防科学技术大学理学院 ，湖南 长沙 ４１４００７
摘 要 拉曼光谱是进行碳材料结构与性质研究的有力手段 ，为了研究多壁碳纳米管 （Ｍ ＷＣＮ Ｔ ）的管径和 长度对其拉曼光学性质的影响 ，本研究对一系列不同管径和长度的多壁碳纳米管进行拉曼光谱的测试和分 析 。研究发现 ：与高取向的石墨相比 ，多壁碳纳米管一阶拉曼光谱的 Ｇ 峰中心和 Ｄ 峰中心都会向低波数发 生不同程度的红移 ；Ｍ ＷＣＮ Ｔ 两个主要特征峰 （Ｇ 峰和 Ｄ 峰）峰强在其他条件相同的情况下 ，与 Ｍ ＷＣＮ Ｔ 的 管径成正比 ，与长度成反比 ；Ｇ 峰的频移与 Ｍ ＷＣＮ Ｔ 的管径和长度两个因素密切相关 ，与管径成反比关系 （这与单壁碳纳米管的径向呼吸模有着一致的结果） ，与管长成正比关系 ，而 Ｄ 峰的频移受 Ｍ ＷＣＮ Ｔ 的管径 和长度的影响很弱 ，并对此现象进行了初步分析 。在此基础上 ，我们以 Ｍ ＷＣＮ Ｔ 的长径比为横坐标 ，Ｇ 峰频 移为纵坐标作图 ，进行线性拟合 ，得到了 Ｇ 峰频移与长径比成一定的线性递增关系 。采用同样的分析方法 ， 我们将 Ｇ 峰和 Ｄ 峰强度分别对 Ｍ ＷＣＮ Ｔ 的长径比作图 ，进行线性拟合 ，得到了 Ｇ 峰和 Ｄ 峰强度分别与 Ｍ ＷＣＮ Ｔ 的长径比成一定的线性递减关系 。
碳纳米管杂质铁含量
碳纳米管杂质铁含量1.引言1.1 概述概述:碳纳米管作为一种新兴的纳米材料，在许多领域中展现出了巨大的应用潜力。
然而，由于其制备过程中难以避免的杂质铁的存在，其性质和应用受到了一定的限制。
因此，了解和控制碳纳米管杂质铁的含量成为了研究的重点之一。
本文旨在全面阐述碳纳米管杂质铁含量的意义和影响，并介绍检测方法和相关研究进展。
首先，我们将概述碳纳米管杂质铁的来源，包括制备过程中的杂质掺入以及环境中的外源性污染等因素。
其次，我们将介绍不同的检测方法，包括传统的化学分析方法和先进的表征技术，以评估碳纳米管中杂质铁的含量。
了解碳纳米管杂质铁的含量对于深入理解其性质和应用具有重要意义。
杂质铁的存在可能影响碳纳米管的电子传输性能、导电性能和力学性能等，进而影响其在电子器件、能源储存、催化剂和生物医学等领域的应用。
因此，准确检测和控制碳纳米管杂质铁的含量对于提高其性能和开发新的应用具有重要意义。
在结论部分，我们将总结碳纳米管杂质铁的含量对性质的影响，并展望未来进一步的研究和应用。
通过深入研究和理解碳纳米管杂质铁，我们可以为其优化制备工艺、改善性能并拓展其应用领域提供有力支持。
综上所述，本文将全面介绍碳纳米管杂质铁的含量，从而加深对其影响及其检测方法的理解，为碳纳米管的研究和应用提供有益参考。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
首先，在引言部分，将会对研究对象碳纳米管杂质铁进行概述，介绍其在化学、材料和生物学等领域中的重要性和研究现状。
然后，将会简要描述本文的结构和各个部分的主要内容，以引导读者了解文章的框架和研究重点。
接下来，正文部分将详细探讨碳纳米管杂质铁的来源和检测方法。
在2.1节中，将会介绍不同来源的碳纳米管杂质铁，包括杂质铁的外源来源和内源来源，并分析其中的影响因素。
在2.2节中，将会介绍目前常用的碳纳米管杂质铁的检测方法，包括光谱分析、电化学分析以及其他物理化学方法，并对这些方法进行比较和评价。
碳材料的拉曼光谱 从纳米管到金刚石
碳材料的拉曼光谱从纳米管到金刚石碳材料是一类重要的材料，包括石墨、纳米管、石墨烯、金刚石等。
这些材料具有不同的结构和性质，因此需要不同的表征方法。
拉曼光谱是一种非常有用的表征方法，可以用来研究碳材料的结构和性质。
1. 石墨的拉曼光谱石墨是一种由碳原子组成的层状结构材料，具有良好的导电性和热导性。
石墨的拉曼光谱主要包括G带和D带两个峰。
G带是由于石墨中的sp2杂化碳原子振动引起的，其峰位在1580 cm-1左右。
D带是由于石墨中的sp3杂化碳原子振动引起的，其峰位在1350 cm-1左右。
G带和D带的强度比值（I(G)/I(D)）可以用来评估石墨的结晶度和缺陷程度。
石墨的拉曼光谱还可以用来研究石墨的层间距离和层数等结构参数。
2. 纳米管的拉曼光谱纳米管是一种由碳原子组成的管状结构材料，具有良好的机械性能和导电性能。
纳米管的拉曼光谱主要包括G带、D带和2D带三个峰。
G带和D带的峰位和石墨中的相同，但是2D带的峰位在2700 cm-1左右。
2D带是由于纳米管中的双重共振引起的，其强度比值（I(2D)/I(G)）可以用来评估纳米管的直径和手性。
纳米管的拉曼光谱还可以用来研究纳米管的结构和缺陷等性质。
3. 石墨烯的拉曼光谱石墨烯是一种由碳原子组成的单层平面结构材料，具有良好的导电性和机械性能。
石墨烯的拉曼光谱主要包括G带和2D带两个峰。
G带的峰位和石墨中的相同，但是2D带的峰位在2700 cm-1左右。
2D带的强度比值（I(2D)/I(G)）可以用来评估石墨烯的层数和手性。
石墨烯的拉曼光谱还可以用来研究石墨烯的缺陷和应变等性质。
4. 金刚石的拉曼光谱金刚石是一种由碳原子组成的三维晶体结构材料，具有良好的硬度和热导性。
金刚石的拉曼光谱主要包括一个单峰，峰位在1332 cm-1左右。
这个峰是由于金刚石中的sp3杂化碳原子振动引起的。
金刚石的拉曼光谱可以用来研究金刚石的结构和缺陷等性质。
总之，拉曼光谱是一种非常有用的表征方法，可以用来研究碳材料的结构和性质。
碳纳米管的拉曼谱分析
2011届本科毕业论文碳纳米管的拉曼谱分析姓名：____________________别: 物理与信息工®系业: 应用物理学号: 070313020指导教师： _________________2011年5月9日摘要与关键词 (II)0引言 (1)1碳纳米管的发现、几何结构与标记 (1)1」碳纳米管的发现 (1)1.2碳纳米管几何结构与标记 (1)2单壁碳管的对称性 (2)3单壁碳管的声子振动模式 (3)4单壁碳管的拉曼谱 (7)4」经验键极化模型 (9)4.2 (10,10)碳纳米管的非共振拉曼谱 (10)5结语 (11)参考文献 (12)致谢 (12)碳纳米管的拉曼谱分析摘要从1991年S. Iijima发现了碳家族的一个新成员一一碳纳米管之后，与碳纳米管相关的科学和技术都有了明显的进步。
本文首先介绍了碳纳米管的发现、几何结构与标记和对称性；接着介绍并计算了碳管的声子振动模式：随后介绍拉曼谱的原理及碳管非共振拉曼谱的讣算方法。
最后，我们以(10.10)管为例，对碳纳米管的拉曼活性进行了研究，计算表明：非螺旋碳管具有8个拉曼激活模式，这些模式可以通过拉曼谱探测到，我们期望这一结果对实验有一定的指导意义。
关键词碳纳米管；拉曼谱；非共振拉曼谱；拉曼激活模：经验键极化模型Raman spectra of carbon nanotubesAbstractInvestigations of carbon nanotubcs (CNTs) have a considerable progress since CNTs have been discovered by S. Iijima in 1991. In this thesis, we first introduce the discovery of CNTs, geometric structure, and some properties of this material. Take (10, 10) single wall carbon nanotube as an example, we have calculated the vibrational modes of CNTs. Then, we have presented the principle of the Raman spectra and their application in material detection・ More important, non-resonant Raman spectra of (10, 10) CNT have been calculated by the empirical bond polarizability mode・ It is found that there are eight Raman active modes, which can be detected by Raman spectra・ And our results could be very important to experiments・Keywordscarbon nanotube; Raman spectra; non-resonant Raman spectra; Raman active mode; empirical bond polarizability model0引言一纳米是一米的十亿分之一。
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碳纳米管拉曼光谱三个峰
摘要：
一、碳纳米管简介
二、拉曼光谱概述
三、碳纳米管拉曼光谱三个峰的特性
四、三个峰在碳纳米管表征中的应用
五、总结与展望
正文：
碳纳米管作为一种纳米材料，具有独特的物理和化学性质，吸引了科研界的广泛关注。
拉曼光谱作为一种表征手段，对于研究碳纳米管的结构和性质具有重要意义。
本文将探讨碳纳米管拉曼光谱中的三个特征峰，并分析其在碳纳米管表征中的应用。
首先，我们来了解一下碳纳米管。
碳纳米管是由碳原子组成的纳米级管状结构，具有良好的导电、导热、力学和化学稳定性。
根据石墨烯片层卷曲方式的不同，碳纳米管可分为两类：单壁碳纳米管（SWCNT）和多壁碳纳米管（MWCNT）。
拉曼光谱是一种基于拉曼散射效应的表征技术，可用于测量物质的振动、转动和晶格振动等信息。
在碳纳米管研究中，拉曼光谱起到了关键作用。
碳纳米管拉曼光谱中的三个特征峰分别为：G峰、D峰和2D峰。
G峰是由于碳纳米管中的sp2碳原子振动引起的，其位置和强度与碳纳米管的结构和手性密切相关。
G峰强度较高，一般出现在约1500cm-1的位置。
D峰源于碳纳米管中的无序振动，通常出现在约1300cm-1的位置。
D峰强度较低，但与碳纳米管的直径、长度和手性有关。
2D峰是由于碳纳米管层间的范德华力引起的，出现在约2000cm-1的位置。
2D峰强度较低，对碳纳米管的手性、直径和层数敏感。
这三个峰在碳纳米管表征中的应用如下：
1.通过G峰和D峰的强度比，可以初步判断碳纳米管的直径和手性。
2.2D峰可用于分析碳纳米管的层数，结合G峰和D峰的变化，可进一步确定碳纳米管的结构。
3.拉曼光谱还可以用于评估碳纳米管的分散状态和纯度，通过观察峰形和峰强度变化，可判断碳纳米管样品中的杂质和团聚现象。
总之，碳纳米管拉曼光谱三个特征峰在表征碳纳米管的结构、手性、直径和层数等方面具有重要应用价值。