碳纳米管的研究进展
关于碳纳米管的研究报告进展综述
关于碳纳米管的研究进展1、前言1985年9月，Curl、Smally和Kroto发现了一个由个60个碳原子组成的完美对称的足球状分子，称作为富勒烯。
这个新分子是碳家族除石墨和金刚石外的新成员,它的发现刷新了人们对这一最熟悉元素的认识,并宣告一种新的化学和全新的“大碳结构”概念诞生了。
之后,人们相继发现并分离出C70、C76、C78、C84等。
1991年日本的Iijima教授用真空电弧蒸发石墨电极时,首次在高分辨透射电子显微镜下发现了具有纳米尺寸的碳的多层管状物—碳纳米管。
年,日本公司的科学家和匆通过改进电弧放电方法,成功的制备了克量级的碳纳米管。
1993年，通过在电弧放电中加入过渡金属催化剂,NEC和IBM研究小组同时成功地合成了单壁碳纳米管；同年，Yacaman等以乙炔为碳源，用铁作催化剂首次针对性的由化学气相沉积法成功地合成了多壁碳纳米管。
1996年,我国科学家实现了碳纳米管的大面积定向生长。
1998年,科研人员利用碳纳米管作电子管阴极同年,科学家使用碳纳米管制作室温工作的场效应晶体管;中国科学院金属研究所成会明研究小组采用催化热解碳氢化合物的方法得到了较高产率的单壁碳纳米管和由多根单壁碳纳米管形成的阵列以及由该阵列形成的数厘米长的条带。
1999年,国的一个研究小组制成了碳纳米管阴极彩色显示器样管。
2000年,日本科学家制成了高亮度的碳纳米管场发射显示器样管。
2001年,Schlitter等用热解有纳米图形的前驱体,通过自组装合成了单壁碳纳米管单晶,表明已经可以在微米级制得整体材料的单壁碳纳米管,并为宏量制备指出了方向。
2、碳纳米管的制备方法获得大批量、管径均匀和高纯度的碳纳米管,是研究其性能及应用的基础。
而大批量、低成本的合成工艺是碳纳米管实现工业化应用的保证。
因此对碳纳米管制备工艺的研究具有重要的意义。
目前,常用的制备碳纳米管的方法包括石墨电弧法、化学气相沉积法和激光蒸发法。
一般来说,石墨电弧法和激光蒸发法制备的碳纳米管纯度和晶化程度都较高,但产量较低。
碳纳米管研究报告
碳纳米管研究报告碳纳米管是一种新兴的材料，它既具有高强度又有超强的耐腐蚀性，在未来将会发挥重要作用。
本文将结合碳纳米管的化学特性、力学性能、电学性能和生物医学应用，对它进行深入研究，旨在发掘它的潜力，未来能够更好地应用它。
一、碳纳米管的化学特性碳纳米管具有较高的碳氧化物结构，具有超强的耐腐蚀性。
其表面具有一定的电荷，这可以改变它的生物活性，增加其作为纳米材料的有效性。
此外，还有一些碳氧化物，如碳酸钙等，具有很好的附着力，对于不同的应用有着不同的功能。
二、碳纳米管的力学性能碳纳米管有着优异的力学性能，其弹性模量的大小可以根据其结构而定，它们有着非常高的抗弯强度，抗拉强度比钢材还要高，耐磨性也比钢材高。
同时，它们还具有很强的抗冲击能力，甚至在超高温下也能保持一定的强度。
三、碳纳米管的电学性能碳纳米管也具有优异的电学性能，其电阻率极低，可以大大提高电子材料的效率；其容量也极高，约为石墨烯4倍，能够有效地储存电能。
此外，它们还具有良好的导电性，可以抑制电路的失效，这在电子制造领域有重要作用。
四、碳纳米管的生物医学应用碳纳米管也可用于生物医学领域。
由于它们具有超强的耐腐蚀性及其高强度，可以用来制造医疗设备、改善人体组织修复治疗效果等。
另外，它们还可以用于基因治疗，具有增强免疫力的功效；用于抗癌药物的药物载体，以最大程度地抑制癌细胞的生长；在细胞快速传输信号的实验中，用于提高和优化实验效果等。
以上就是碳纳米管的一些特性和应用。
综上所述，碳纳米管有着较高的力学性能、超强的耐腐蚀性和良好的电学性能，以及众多生物医学应用，拥有着前所未有的潜力及应用前景。
未来需要加强对它的研究，进一步开发其功能，以及制定更好的应用方式，以期达到最佳效果。
碳纳米管的研究及其应用前景
碳纳米管的研究及其应用前景碳纳米管是一种由碳原子旋转而成的纳米管，具有很高的机械强度、导电性和导热性，因此在众多领域中有着广泛的应用前景。
本文介绍碳纳米管的研究进展、特性及其应用前景。
一、碳纳米管的研究进展碳纳米管最早于1991年被日本学者发现，随后引起了国际科研工作者的极大兴趣，致力于对其结构、物理化学性质以及制备和应用等方面的研究。
目前，制备碳纳米管的方法主要有化学气相沉积法、电弧放电法、化学氧化还原法、模板法等。
其中，化学气相沉积法是迄今为止制备碳纳米管最常用的方法之一。
其基本原理是利用气相生长过程，在高温下使碳源分解产生碳原子并在催化剂的作用下聚集形成碳纳米管。
同时，随着对碳纳米管结构和性质方面研究的深入，科学家们也逐渐认识到碳纳米管的一些重要优点，如其高比表面积、导电性能稳定、机械强度高、化学惰性强等等，这些特性使得碳纳米管有着广泛的应用前景。
二、碳纳米管的物理性质碳纳米管是目前已知最好的纳米导体，其电阻率比铜高约10倍，导电性能稳定性高且电阻率稳定。
此外，碳纳米管的力学性质也十分卓越。
由于其单壁管结构的特殊性，碳纳米管具有极高的机械强度，在弯曲时也不会出现扭曲或弯曲。
碳纳米管还具有极强的导热性能，其蒸发冷却能力甚至可以超过铜。
此外，与金属导体相比，碳纳米管的热容量更小，这使得其在热管理领域中有着广泛的应用前景。
三、碳纳米管的应用前景由于碳纳米管具有多种独特的物理特性，因此有着广泛的应用前景。
1.电子领域由于其极好的导电性能，碳纳米管被广泛应用于电子领域。
例如，它在晶体管、电极和其他电子设备制造中的重要作用，以及在集成电路与纳米电子学领域的应用。
2.能源领域碳纳米管在能源领域中也有着广泛的应用前景。
例如，碳纳米管的高效导电性能使其成为良好的电池材料，而其高导热性使其的应用范围扩展至太阳能电池和热电转换器等方面。
3.材料学领域碳纳米管的极好的力学性能，使其成为了高强性材料的潜在替代品。
由于其良好的机械强度和高导电性能，在复合材料领域中有着广泛的应用前景。
碳纳米管技术的研究和应用前景
碳纳米管技术的研究和应用前景随着科技的发展，碳纳米管技术成为新兴领域。
碳纳米管作为一种新型纳米材料，具有优良的导电、导热性能、高强度、轻质、高表面活性等特点，被广泛地应用于能源、材料、电子、生物医学等领域，并且具有非常广阔的应用前景。
一. 碳纳米管的发现1985年，日本科学家Sumio Iijima在透过透射电子显微镜观察相变微结构时，在石墨棒中发现一种空心管状物质，它的直径只有几个纳米，但却非常长，长达数百微米，这就是碳纳米管。
碳纳米管主要由碳原子构成，呈同心圆管状结构，在管壁上以蛇形排列呈单一或多层的结构。
二. 碳纳米管的结构特点碳纳米管是由一层薄而坚韧的碳原子形成的，具有优良的力学稳定性，可以承受高达100Gpa的拉力。
此外，碳纳米管的直径一般在1-100纳米之间，长度可以达到好几个微米，具有高欠垂直度，呈现出一些独特的光学和电学特性。
三. 碳纳米管的制备技术碳纳米管的制备技术目前主要有热解法、甲烷化法、等离子体增强化学气相沉积等。
其中，等离子体增强化学气相沉积技术具有高效率、高质量、可控性强等优点，在制备高质量碳纳米管方面具有较高的研究价值和应用前景。
四. 碳纳米管的应用前景碳纳米管在能源、材料、电子、生物医学等领域均有广泛应用。
其中，在能源领域，碳纳米管可以用于储氢、储能等方面；在材料方面，碳纳米管可以制备出复合材料、纳米复合材料，提高材料的强度、导电、导热性能，被广泛应用于汽车、飞机等领域；在电子方面，碳纳米管可以制备纳米计算机、纳米传感器等应用，也能用于电子显示器件领域；在生物医学方面，碳纳米管可以作为靶向治疗药物所用的载体，以及早期癌症的诊断与治疗。
由此可见，碳纳米管在各个领域都有广泛应用前景。
五. 碳纳米管技术的研究方向碳纳米管技术的研究方向主要有以下几个：1. 碳纳米管的合成和表征；2. 碳纳米管的应用技术和产业化；3. 碳纳米管的毒理学和安全性评价；4. 碳纳米管的功能化和修饰；5. 碳纳米管与其他材料的复合。
碳纳米管(CNT)纯化研究进展
Material Sciences 材料科学, 2020, 10(12), 952-956Published Online December 2020 in Hans. /journal/mshttps:///10.12677/ms.2020.1012114碳纳米管(CNT)纯化研究进展王白雪1，蒋姝1，陈顺才1，黄承洪21重庆轻工职业学院，重庆2重庆科技学院，重庆收稿日期：2020年11月16日；录用日期：2020年12月14日；发布日期：2020年12月21日摘要碳纳米管自被发现以来，由于其独特的分子结构与电化学特性，有望在物理、化学、生物等领域获得巨大的应用，而引起广泛的重视。
但由于规模化生产等工艺原因导致其含有较多的杂质，获得纯净的单壁(SWCNT)就显得较为困难。
本文就当前SWCNT的纯化方法包括氧化法、生物高聚物法、卟啉超分子法等纯化SWCNT进行了综述，为该领域的研究者们提供参考。
关键词碳纳米管，纯化Research Progress of Single Wall CarbonNanotubes (CNT) PurificationBaixue Wang1, Shu Jiang1, Shuncai Chen1, Chenghong Huang21Chongqing Light Industry Polytechnic College, Chongqing2Chongqing University of Science and Technology, ChongqingReceived: Nov. 16th, 2020; accepted: Dec. 14th, 2020; published: Dec. 21st, 2020AbstractCarbon nanotubes are taken more seriously importance since it was found as it has unique struc-ture and electrochemical characteristics. But, it usually carried impurities, which attributed to the inherent fabrication method of large-scale production. So, it is difficult to obtain unadulterated王白雪等CNT. This paper mainly reviews the progress of the purification of CNT by many methods including oxidation process, handling of acid, treatment of polymers and porphyrin supermolecules, etc. It aims to offer references for related researchers.KeywordsCarbon Nanotubes (CNT), PurificationThis work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言碳纳米管(Carbon nanotubes, CNTs)被发现以来就成为业界研究的热点[1]。
碳纳米管的制备方法研究进展
碳纳米管的制备方法研究进展一、本文概述随着纳米科技的飞速发展，碳纳米管作为一种具有独特结构和优异性能的一维纳米材料，受到了广泛关注。
碳纳米管因其出色的电学、力学、热学等特性，在能源、电子、生物医疗等领域具有巨大的应用潜力。
然而，碳纳米管的规模化制备及其性能优化仍是当前研究的热点和难点。
本文旨在综述近年来碳纳米管制备方法的研究进展，分析不同制备方法的优缺点，探讨未来可能的发展方向，以期为推动碳纳米管的实际应用提供理论支持和技术指导。
文章首先回顾了碳纳米管的基本结构和性质，为后续研究方法的介绍奠定基础。
随后，重点介绍了化学气相沉积法、电弧放电法、激光烧蚀法等多种碳纳米管制备方法的研究进展，分析了这些方法在制备过程中的关键因素及其对碳纳米管性能的影响。
文章还关注了新兴制备方法如溶液法、模板法等在碳纳米管制备中的应用，以及这些方法的创新点和挑战。
通过对已有文献的梳理和评价，本文总结了当前碳纳米管制备领域的主要成果和不足，展望了未来的发展趋势。
未来，随着科学技术的不断进步，碳纳米管的制备方法将更加多样化、高效化，有望为碳纳米管的产业化发展奠定坚实基础。
二、碳纳米管的基本性质碳纳米管（Carbon Nanotubes，CNTs）是一种由碳原子以特定方式排列形成的一维纳米材料，自从1991年被首次发现以来，因其独特的结构和性质，已成为纳米科学和技术领域的研究热点。
碳纳米管的基本性质主要体现在其结构、电学、热学和力学性能上。
结构上，碳纳米管可以看作是由单层或多层石墨烯片卷曲而成的无缝管状结构，这种独特的结构赋予了碳纳米管出色的物理和化学性质。
电学方面，碳纳米管因其特殊的电子结构和量子限域效应，表现出优异的导电性能，既可以是金属性，也可以是半导体性，这取决于其直径和螺旋度。
热学方面，碳纳米管具有极高的热导率，使其成为潜在的散热材料。
力学性能上，碳纳米管具有超高的强度和模量，比钢强而轻，这使得它在复合材料增强和纳米机械等领域具有广阔的应用前景。
碳纳米管的研究进展及应用
碳纳米管的研究进展及应用一引言1.1 纳米材料纳米材料是近年来受到人们极大关注的新型领域，纳米材料的概念形成于20世纪80年代，在上世纪90年代初期取得较大的发展。
广义地说，纳米材料是指其中任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料[1]。
当小粒子尺寸加入纳米量级时，其本身具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。
纳米材料具有四大特点: 尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子比例大。
从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热学、化学活性、催化和超导特性，使纳米材料在国防、电子、化工、催化剂、医药等各种领域具有重要的应用价值。
1.2 碳纳米管碳是自然界分布非常普遍的一种元素。
碳元素的最大的特点之一就是存在多种同素异形体，形成许许多多的结构和性质完全不同的屋子。
长期以来，人们一直以为碳的晶体只有两种：石墨和金刚石。
直到1985年，英国科学家Kroto 和美国科学家Smalley在研究激光蒸发石墨电极时发现了碳的第三种晶体形式C60[2]，从此开启了人类认识碳的新阶段。
1991年，日本NEC公司基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛（Iijima）发现了多壁碳纳米管（MultiWalled Carbon Nanotubes ，MWNTs），直径为4-30nm，长度为1um。
，最初称之为“Graphite tubular”。
1993年单壁碳纳米管也被发现（Single-Walled Carbon Nanotubes ，SWNTs），直径从0.4nm到3-4nm，长度可达几微米。
碳纳米管（CNT）[3]又名巴基管，是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级、管子两端基本上都封口）的一维量子材料。
它是由单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷绕而成的无缝、中空的“微管”，每层由一个碳原子通过sp2杂化与周围3个碳原子完全键合后所构成的六边形组成的圆柱面。
碳纳米管综述
碳纳米管综述碳纳米管的研究进展自20世纪90年代初，日本NEC公司的Sumio Iijima 发现碳纳米管（CNT）以来，其特异的力学和电学性质引发了世界范围内的研究热潮，碳纳米管逐渐成为纳米材料中的明星，得到众星捧月般的关注。
当前，碳纳米管的研究还处在早期阶段，研究工作主要集中在它的生长和表征上，到碳纳米管产品大量投放市场还需要一段时间。
这并不奇怪，因为通常一种新兴事物从发现到投放市场需要10年左右时间。
人们将跨越碳纳米管的奇妙性质研究阶段，而着手解决从材料到器件、从器件到系统等诸多实际问题。
相信在不远的将来，碳纳米管会走进我们的日常生活，成为我们工作和生活中不可或缺的一部分。
我国的碳纳米管研究队伍十分庞大，从事碳纳米管研究的高校和科研院所不下50家，人数不下2000人。
国家有过部门高度重视碳纳米管研究，科技部973计划、863计划以及刚刚启动的纳米重大研究计划、国家自然科学基金、中国科学院等对此均有部署。
我国科研人员发表的相关学术论文逾4400篇，占纳米管论文总数的21%以上，这反映了国内碳纳米管研究的活力和实力。
碳纳米管的分类石墨烯的碳原子片层一般可以从一层到上百层，根据碳纳米管管壁中碳原子层的数目被分为单壁和多壁碳纳米管。
单壁碳纳米管（SWNT）由单层石墨卷成柱状无缝管而形成是结构完美的单分子材料。
SWNT 的直径一般为1－6 nm，最小直径大约为0.5 nm，与C36 分子的直径相当,但SWNT 的直径大于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。
因为SWNT 的最小直径与富勒烯分子类似，故也有人称其为巴基管或富勒管。
多壁碳纳米管MWNT可看作由多个不同直径的单壁碳纳米管同轴套构而成。
其层数从2～50 不等，层间距为0.34±0.01nm，与石墨层间距(0.34nm)相当。
多壁管的典型直径和长度分别为2～30nm 和0.1～50μm。
多壁管在开始形成的时候，层与层之间很容易成为陷阱中心而捕获各种缺陷，因而多壁管的管壁上通常布满小洞样的缺陷。
碳纳米管在固相萃取中的研究进展
回 收率 （ ％） ９ — ０ ６ １４ ８ —５ ０ ９
分辑 ｂ法 ＩＰＡ Ｓ Ｃ— Ｅ Ｇ Ｓ Ｃ Ｍ
８ ． — ０ Ｈ Ｌ — Ｌ ９２ １４２ Ｐ ＣＦ Ｄ ８ ３ ０ ５ Ｈ Ｌ — Ａ ０ １ ４ Ｐ ＣＤ Ｄ
８ １ ９ ８ ０
Ｈ Ｌ— Ｖ Ｐ Ｃ Ｕ
硅胶 和石 墨化 碳黑 等商 品 固 表 １ 相萃取 吸附剂相 比， 碳纳米管 化合 物 样 品 对 阿特 拉津 、 西玛 津 、 硝胺 氯 镉 、锰 、镍 水 样 和 吡草胺 等农 药残 留的富集 二 甲基 铅 、 甲基 汞 、乙基 汞 水 样 效率更高 ， 高效液 相色谱检测 双 酚 Ａ 辛基 酚 、 王基 酚 、 水 样及 沉积 物 结果显示 ， 际水样 中 目 对实 标 ＿ 己 基钛 酸 酯 、 二丙摹 钛酸 酯 、 Ｉ 二 Ｊ基钛 酸酯 等 水 样 化 合 物 的 回 收 率 在 ８．— ５ ３ ９． ５ ％之间 。Ｅ － ｅ ｈ 以高 ３ 氯 酚、 ４ 氯 酚 、２ ４ 二氯 酚 等 ３ １Ｓ ｉ 等 ｋ 一 一 ，一 水样 阿 特 拉 津 、两 玛 津 水样 效液相色谱为检测 手段 ， 比较 水样 了多壁碳 纳米管 、１ 键 合硅 烟 嘧 磺 隆 、噻 吩磺 隆 、 甲磺 隆 Ｃ８ 磺胺 食 品 胶和活性炭对残 杀威 、 阿特拉 巴 比妥 酸盐 食 晶 津 和杀扑 磷三 种除 草剂 萃取 萃 机 氯 农药 『 水样 能力 ， 结果表 明多壁 碳纳米管
８ １ ３ Ｈ Ｌ Ａ ２ ６ ０ ７ Ｐ ＣＤ Ｄ
８ — １ ｌ Ｈ Ｌ Ａ ７ １１ ３ Ｐ ＣＤ Ｄ ６ — ５ ６ ４ ８ ６ ７ ９ ５ ６ Ｈ Ｌ— Ｖ Ｐ Ｃ Ｕ Ｇ Ｓ ＣＭ ２
８ １ ５ ５ ９７ １．
Ｈ Ｌ Ｕ ＰＣ Ｖ
碳纳米管在能源领域的应用研究进展
碳纳米管在能源领域的应用研究进展申永涛;张爱波【摘要】Carbon nanotubes as a new type of carbon materialshavecomplete molecular structure.On the structure,it has the special shape of hollow tubes configuration, good electrical conductivity, high specific surface area,good chemical stability, the space for electrolyte ion migration and the network structure of nanometer scale through winding and interaction. As electrode materials,itcan well improve the power characteristics, stability andother aspects of capacitorsandfuel cells. Special hollow structure and high specific surface area make itbecomea hydrogen storage material with great application potential.Inthis paper,application and research progress ofcarbon nanotubes in hydrogen storage materials, super capacitorsand fuel cellswere introduced.%碳纳米管作为一种新型的具有完整分子结构的碳材料，在结构上具有特殊的中空管状构型、良好的导电性、高比表面积、化学稳定性、适合电解质离子迁移的空隙、以及交互缠绕可形成纳米尺度的网络结构等优点，作为电极材料可以很好的提高电容器和燃料电池的功率特性、稳定性等多方面的性能。
羧酸功能化碳纳米管研究进展
羧酸功能化碳纳米管研究进展随着科技的发展，人们对新材料的研究也不断深入，并且在各个领域都应用得越来越广泛。
其中，碳纳米管因为其独特的物理、化学和生物特性不仅被广泛地研究，而且在电子器件、气体存储、化学传感、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
不过，碳纳米管在某些领域的应用存在着一些限制，因此对碳纳米管进行功能化已经成为了一个热点研究课题。
羧酸功能化碳纳米管就是其中的一个研究方向，本文将介绍当前羧酸功能化碳纳米管方面的研究进展。
一、羧酸功能化碳纳米管的概念在羧酸功能化碳纳米管中，碳纳米管表面上的一些官能团以及下面的羧酸分子结合在一起，羧酸分子为组成羧酸功能化碳纳米管的关键。
羧酸分子具有良好的生物相容性、水溶性以及可调控的化学反应活性，在药物设计与分子诊断、有机电子器件、反应催化、能源存储和转化等领域开展了广泛的应用。
二、羧酸功能化碳纳米管的制备羧酸功能化碳纳米管的制备方法众多，如下面几种：1.羧酸化实验室制备法：在实验室里用一些化学方法进行制备。
2.机械化学法：碳纳米管与一定有机物发生机械碰撞反应，同时也生成了羧酸化的碳纳米管。
3.表面修饰：先对碳纳米管表面月早化学修饰，再通过反应与羧酸连接的方法使其转化为羧酸功能化碳纳米管。
三、羧酸功能化碳纳米管的应用羧酸功能化碳纳米管的研究应用与许多领域，下面介绍其中几个。
1.生物医学领域：羧酸功能化碳纳米管可以通过传输生物大分子，如脱氧核糖核酸DNA，使用碳纳米管载体级联反应以及药物递送性能等方面发挥独特的生物学作用。
另外还能够对癌细胞进行诊断。
2.能源领域：羧酸酰化后的碳纳米管在光电性上的性能得到了显著改进，因为羧酸酰化增加了碳纳米管与电子接触的表面。
在光电池方面，羧酸功能化碳纳米管得到了广泛应用。
3.催化反应领域：多种羧酸分子上的羰基使羧酸功能化碳纳米管表面能够与许多金属离子形成络合物，如钯、铂等，并在这些过渡金属离子的催化下，羧酸功能化碳纳米管可成为C-C键及其他化学键的催化剂。
碳纳米管的研究与应用前景
碳纳米管的研究与应用前景碳纳米管（Carbon Nanotubes，CNTs）是由碳原子组成的一种纳米材料，具有独特的结构和优异的性能，因此在科学研究和应用领域具有广阔的前景。
本文将探讨碳纳米管的研究进展和应用前景。
首先，碳纳米管具有优异的力学性能。
由于其高度有序的原子结构，碳纳米管具有卓越的机械强度和刚度。
研究者已经成功地制备了具有纤维状结构的碳纳米管，这些纤维可以用来制造强度超过钢材的高性能复合材料。
此外，碳纳米管还具有良好的柔韧性和弹性，因此可以用于制造高强度的纺织品、防弹材料和抗摩擦涂层等。
其次，碳纳米管具有出色的导电和导热性能。
由于碳纳米管中的电子能量带结构独特，使得导电性能非常优异。
此外，碳纳米管的热导率也非常高，远高于其他材料。
因此，碳纳米管可以用于制造高性能的导电器件，如高速晶体管、纳米传感器和电子设备等。
此外，碳纳米管还具有优异的化学稳定性和生物相容性。
由于碳原子的结构稳定，碳纳米管在高温、酸碱等极端环境下具有良好的稳定性。
因此，碳纳米管可以应用于催化剂、膜材料和能源存储等领域。
另外，由于碳纳米管的尺寸尺度与生物分子相近，因此具有良好的生物相容性。
研究人员已经成功地将碳纳米管应用于生物成像、药物载体和生物传感器等领域。
此外，碳纳米管还具有其他独特的性能和应用前景。
例如，碳纳米管具有光学特性，可以发射和吸收可见光和紫外光，因此可以被应用于光电器件、太阳能电池和显示技术等。
此外，碳纳米管还具有独特的气体分子吸附能力，可以用于气体传感器和气体分离等领域。
同时，碳纳米管还可以通过掺杂和功能化改善其性能，如掺杂硼、硅等原子可以调控碳纳米管的导电性能。
然而，碳纳米管的研究和应用仍面临一些挑战。
首先，大规模制备碳纳米管的方法仍然不够成熟和经济效益。
其次，碳纳米管的定量检测和表征仍然比较困难，需要开发更准确、高效的实验方法。
此外，碳纳米管的毒性和环境影响也需要深入研究和评估。
总之，碳纳米管作为一种新型纳米材料，具有独特的结构和优异的性能，因此在科学研究和应用领域具有广泛的前景。
碳纳米管的研究进展
碳纳米管制备方法的研究进展碳纳米管是一种具有独特结构的一维量子材料，由石墨碳原子层卷曲而成。
由于拥有潜在的优越性能，碳纳米管无论在物理、化学还是在材料学领域都将有重大发展前景。
近年来，美国、日本、德国和中国等国家相继成立了纳米材料研究机构，碳纳米管的研究进展随之加快，并在制备方面取得了突破性进展。
1.电弧法石墨电弧法是最早的、最典型的碳纳米管合成方法。
其原理为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【1】。
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【2】.。
由于电弧放电剧烈，难以控制进程和产物，合成物中有碳纳米颗粒、无定形炭或石墨碎片等杂质，杂质很难分离。
所以研究者在优化电弧法制取碳纳米管方面做了大量的工作。
为减少相互缠绕的碳纳米管在阴极上的烧结，D.T.Collbert【3】将将石墨阴极与水冷铜阴极座连接，大大减少了碳纳米管的缺陷。
C.Journet【2】等在阳极中填入石墨粉末和铱的混合物，实现了SWNTs的大量制备。
研究发现，铁组金属、一些稀土金属和铂族元素或以单个金属或以二金属混合物均能催化SWNTs合成。
近年来，人们除通过调节电流、电压，改变气压及流速，改变电极组成，改进电极进给方式等优化电弧放电工艺外，还通过改变打弧介质，简化电弧装置。
2.催化裂解法。
催化裂解法亦称为化学气相沉积法，其原理是通过烃类或含碳氧化物在催化剂的催化下裂解而成【4】。
目前对化学气相沉积法制备碳纳米管的研究表明，选择合适的催化剂、碳源以及反应温度十分关键。
K.Hernadi等【5】发现碳源的催化活化顺序为：乙炔＞丙酮＞乙烯＞正茂烷＞丙烯≥甲醇=甲苯≥甲烷。
Ren[6]等在666℃条件下,在玻璃上通过等频磁控管喷镀法镀上厚度为40nm的金属镍,以乙炔气体作为碳源,氨气作为催化剂,采用等离子体热流体化学蒸气分解沉积法,得到了在镀有镍层的玻璃上排列整齐的阵列式碳纳米管管束。
碳纳米管的制备、性质和应用进展
在化学传感器和生物传感器领域，碳纳米管的敏感度高、响应速度快，可检测 多种化学物质和生物分子。例如，多壁碳纳米管可检测空气中的有害气体分子， 单壁碳纳米管可检测生物体内的病毒和细菌。这些应用为化学和生物分析提供 了新的检测手段。
在硬材料制备领域，碳纳米管因其卓越的力学性能和热导率而被用于制备高性 能复合材料和耐磨材料。例如，将碳纳米管添加到塑料或橡胶中可显著提高材 料的强度、韧性和热稳定性。此外，碳纳米管还被用于制造刀具和轴承等耐磨 器件，其高硬度和高耐磨性使得这些器件的性能得以显著提升。
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碳纳米管的电子结构研究表明，它们具有金属性和半导体性两种类型，具体取 决于碳纳米管的层数和手性。碳纳米管的导电性能与金属导线相似，具有高电 导率。同时，碳纳米管还具有优异的热导率，可高达6000 W/m·K，远高于铜。
碳纳米管的应用：
由于其独特的结构和性能，碳纳米管在电子、化学传感器、生物传感器和硬材 料制备等领域具有广泛的应用前景。
3、生物医学领域
在生物医学领域，碳纳米管膜也展现出广阔的应用前景。由于其生物相容性和 良好的电性能，碳纳米管膜可以作为药物载体和细胞培养基底。研究表明，将 药物包裹在碳纳米管膜内，可以实现对药物的精确控制和靶向输送。同时，碳 纳米管膜还可以作为细胞生长支架，促进细胞的黏附和增殖。
4、电子器件领域
然而，尽管碳纳米管的研究已经取得了许多成果，但仍存在一些问题需要进一 步探讨。例如，碳纳米管的制备过程中，如何实现规模化生产并降低成本；在 性质方面，如何控制碳纳米管的形貌和性能；在应用方面，如何将碳纳米管更 好地应用到实际生产和科学研究中。
同时，随着科技的不断进步和创新，碳纳米管的研究和应用前景也日益广阔。 未来，可以进一步探索碳纳米管在其他领域的应用，如能源、环保、生物医学 等。此外，随着人工智能和大数据等技术的快速发展，可以预见碳纳米管的研 究和应用将越来越受到智能化和数字化的影响，这将会为碳纳米管的研究和应 用带来更多的机遇和挑战。
碳纳米管的制备与性质研究进展
碳纳米管的制备与性质研究进展近年来，碳纳米管作为一种新型纳米材料，引起了广泛的研究兴趣。
碳纳米管具有优异的力学性能、导电性能和热导性能，以及独特的光学性质，被认为是未来纳米科技领域的重要材料之一。
本文将从碳纳米管的制备方法和性质研究两个方面，介绍碳纳米管的研究进展。
一、碳纳米管的制备方法碳纳米管的制备方法主要有化学气相沉积法、电弧放电法、激光烧蚀法等多种。
其中，化学气相沉积法是目前应用最广泛的制备方法之一。
该方法通过将碳源气体与催化剂在高温下反应，生成碳纳米管。
不同的碳源气体和催化剂可以得到不同性质的碳纳米管。
电弧放电法则是利用电弧放电的高温和高压环境，在石墨电极上生成碳纳米管。
激光烧蚀法则是利用激光束对石墨材料进行烧蚀，生成碳纳米管。
这些制备方法各有优势和限制，研究人员正在不断探索新的制备方法，以获得更高质量的碳纳米管。
二、碳纳米管的性质研究碳纳米管具有许多独特的性质，使其在材料科学和纳米技术领域具有广泛的应用前景。
首先，碳纳米管具有优异的力学性能。
由于碳纳米管的壁厚只有几个纳米，但长度可以达到微米甚至更长，因此碳纳米管具有极高的比强度和比刚度。
其次，碳纳米管具有优异的导电性能。
碳纳米管是一种理想的导电材料，其电导率可以达到金属的水平。
此外，由于碳纳米管的几何结构和晶格结构的特殊性，使其具有独特的光学性质。
碳纳米管可以吸收和发射可见光和红外光，具有应用于光电器件和生物传感器等领域的潜力。
除了上述性质之外，碳纳米管还具有优异的热导性能。
由于碳纳米管的结构特殊，热传导沿着管轴方向非常高效，使其成为理想的热导材料。
此外，碳纳米管还具有良好的化学稳定性和生物相容性，可以应用于药物传输和组织工程等领域。
碳纳米管的这些优异性质，使其在纳米材料领域具有广泛的应用前景。
三、碳纳米管的应用前景碳纳米管的研究不仅局限于基础科学领域，还涉及到许多应用领域。
在材料科学领域，碳纳米管可以用于制备高性能复合材料、导电涂层和超级电容器等。
碳纳米管复合材料的3D打印技术研究进展
碳纳米管复合材料的3D打印技术研究进展一、碳纳米管复合材料的特点碳纳米管复合材料是一种具有优异性能的复合材料，主要由碳纳米管和其他材料（如聚合物、金属等）组合而成。
碳纳米管具有极其优异的力学性能、导电性能和热传导性能，因此可以大幅度地改善复合材料的性能。
碳纳米管复合材料还具有轻质、高强度、耐磨性好等特点，因此被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子产品等领域。
二、3D打印技术在碳纳米管复合材料制备中的应用3D打印技术是一种通过逐层堆积材料来制造复杂结构的制造技术，由于其可以实现复杂结构的制造、节约材料和能源、快速制造等优点，因此在现代制造业中得到了广泛的应用。
而在碳纳米管复合材料的制备中，3D打印技术也有着很好的应用前景。
3D打印技术可以精确控制碳纳米管复合材料的成型。
在传统的制备方法中，碳纳米管与其他材料的分布往往难以控制，而采用3D打印技术可以通过打印路径和打印参数来控制碳纳米管与其他材料的分布，从而实现对碳纳米管复合材料性能的调控。
三、碳纳米管复合材料的3D打印技术研究进展目前，针对碳纳米管复合材料的3D打印技术研究已经有了一些进展。
在材料选择方面，研究人员通过改进打印材料的配方，使得碳纳米管与其他材料有更好的相容性，从而实现了碳纳米管复合材料的3D打印。
在加工工艺方面，研究人员通过改进打印参数和打印路径，实现了对碳纳米管复合材料的精确控制和定制化制造。
碳纳米管复合材料的3D打印技术研究正在取得一些进展，特别是在材料选择、加工工艺和新技术的研究方面。
在未来，通过不断的研究和探索，相信碳纳米管复合材料的3D打印技术将会得到更好的发展，为碳纳米管复合材料的制备和应用提供更好的技术支撑。
国外碳纳米管复合材料研究现状
国外碳纳米管复合材料研究现状碳纳米管自被发现以来，因其独特的结构和优异的性能，成为了材料科学领域的研究热点。
特别是在复合材料领域，碳纳米管的加入为材料性能的提升带来了新的契机。
国外在碳纳米管复合材料的研究方面取得了众多显著的成果，本文将对其进行详细阐述。
一、碳纳米管的特性碳纳米管具有极高的强度和韧性。
其强度可达到钢铁的数十倍，同时具有出色的柔韧性，能够承受较大的变形而不断裂。
此外，碳纳米管还具有优异的电学性能，电导率极高，可与金属相媲美。
良好的热学性能也是其特点之一，热导率高，散热效果好。
这些特性使得碳纳米管在复合材料中具有极大的应用潜力。
二、国外碳纳米管复合材料在不同领域的研究现状1、航空航天领域在航空航天领域，对材料的性能要求极为苛刻。
国外研究人员致力于将碳纳米管复合材料应用于飞机结构件中，以减轻重量并提高强度。
例如，美国的研究团队成功开发出了碳纳米管增强的碳纤维复合材料，用于飞机机翼的制造，不仅减轻了结构重量，还提高了抗疲劳性能和耐腐蚀性。
2、电子领域在电子领域，碳纳米管复合材料可用于制造高性能的电子器件。
日本的科研人员成功制备出了碳纳米管与半导体材料复合的薄膜，用于制造柔性显示屏，具有更高的分辨率和更低的能耗。
此外，碳纳米管复合材料还可用于制造高效的电池电极，提高电池的充放电性能和循环寿命。
3、能源领域能源领域也是碳纳米管复合材料的重要应用方向。
德国的研究小组开发出了碳纳米管与聚合物复合的质子交换膜，用于燃料电池中，提高了燃料电池的功率密度和稳定性。
在太阳能电池方面，国外研究人员将碳纳米管与光伏材料复合，提高了太阳能电池的光电转换效率。
4、生物医学领域在生物医学领域，碳纳米管复合材料具有广阔的应用前景。
美国的科研团队研发出了碳纳米管与生物活性分子复合的材料，用于药物输送和组织工程。
碳纳米管的高比表面积和良好的生物相容性，使得药物能够更有效地负载和释放，促进组织的修复和再生。
三、制备方法1、溶液共混法这是一种较为常见的方法，将碳纳米管和基体材料分散在溶剂中，通过搅拌、超声等手段使其均匀混合，然后去除溶剂得到复合材料。
碳纳米管在锂离子电池负极材料中的应用研究进展
碳纳米管在锂离子电池负极材料中的应用研究进展作为一种新兴材料，碳纳米管因其优异的物理化学性质而受到了广泛的关注和研究。
在锂离子电池负极材料中的应用研究也是热门话题之一。
本文将对碳纳米管在锂离子电池负极材料中的应用研究进行系统的介绍。
一、锂离子电池的基础知识锂离子电池是一种高能量密度、长寿命、经济、环保的储能设备，在移动电子产品、电动汽车、储能系统等领域得到了广泛应用。
锂离子电池负极材料是储存电池负极储存能量的材料。
目前广泛应用的锂离子电池负极材料为石墨，但是石墨的容量、稳定性、安全性等方面都有不足之处，因此需要开发新的负极材料。
二、碳纳米管的基本性质碳纳米管是由碳元素构成的管状结构，直径在纳米尺度范围内，长度可达数百微米。
碳纳米管具有优异的导电性能、导热性能、机械强度和化学惰性等物理化学性质。
此外，碳纳米管还具有可调制的表面性质和形貌，可以通过改变表面官能团来改变性质。
另外，碳纳米管与锂离子电池负极材料有相似的晶体结构，因此有望成为理想的锂离子电池负极材料。
三、碳纳米管在锂离子电池负极材料中的应用研究3.1 纯碳纳米管早在2000年就有研究者探究了纯碳纳米管作为锂离子电池负极的应用研究。
碳纳米管具有优异的导电性能和化学稳定性，因此可以用作稳定的锂离子电池负极材料。
此外，纯碳纳米管作为负极材料可以实现高电容和低内阻的性能。
但是，纯碳纳米管在锂离子电池的循环过程中会出现体积扩大问题和表面积减小问题，因此需要进一步的改进和研究。
3.2 碳纳米管复合材料为了解决纯碳纳米管存在的问题，研究者开始将碳纳米管与其他材料进行复合。
例如，碳纳米管和碳纤维复合可以提高复合材料的导电性和强度，同时可以增加多孔性，提高锂离子的扩散速度。
除此之外，碳纳米管和金属氧化物、碳化物、石墨烯等其他材料的复合也在研究之中。
通过复合，可以充分发挥碳纳米管的优异性质，提高锂离子电池负极材料的性能。
3.3 碳纳米管氧化碳纳米管氧化后可以提高表面能，增加电化学活性，因此可以用作更好的锂离子电池负极材料。
碳纳米管的研究进展
碳纳米管的研究进展一、本文概述随着纳米科技的飞速发展，碳纳米管作为一种独特的纳米材料，已经在多个领域展现出其巨大的应用潜力。
本文旨在全面概述碳纳米管的研究进展，从基础理论到应用实践，展现这一领域的最新成果和发展趋势。
本文将首先介绍碳纳米管的基本性质与结构特点，然后回顾其制备技术的发展历程，并重点讨论碳纳米管在能源、电子、生物医学等领域的应用研究进展。
本文还将探讨碳纳米管在实际应用中面临的挑战，如大规模制备、性能优化以及环境安全性等问题，以期为未来碳纳米管的研究与应用提供有益的参考。
二、碳纳米管的合成方法碳纳米管的合成方法自其被发现以来一直在不断地发展和改进。
早期的研究主要集中在电弧放电法和激光烧蚀法，这些方法虽然可以成功制备出碳纳米管，但产量低、设备成本高，且制备过程中难以控制碳纳米管的直径和长度。
随着科技的进步，化学气相沉积法（CVD）逐渐成为了主流制备技术。
化学气相沉积法通过高温下气态烃类化合物的热解，使碳原子在催化剂颗粒表面沉积并生长成碳纳米管。
这种方法具有产量高、设备简单、易于规模化生产等优点。
同时，通过调整反应温度、气体流量、催化剂种类等参数，可以实现对碳纳米管形貌和结构的精确控制。
除了传统的化学气相沉积法外，近年来还出现了许多新型的合成方法，如微波等离子体法、水热法、溶剂热法等。
这些方法在降低能耗、提高产量、改善碳纳米管性能等方面都取得了显著的成果。
然而，尽管碳纳米管的合成方法已经取得了长足的进展，但仍存在一些问题需要解决。
例如，如何进一步提高碳纳米管的纯度、如何降低生产成本、如何实现大规模生产等。
未来，随着科学技术的不断发展，相信会有更多的创新方法出现，推动碳纳米管的研究和应用不断向前发展。
三、碳纳米管的性质碳纳米管（Carbon Nanotubes，CNTs）是一种独特的纳米材料，其性质使其在众多领域中具有广阔的应用前景。
碳纳米管以其优异的物理、化学和机械性能，成为了纳米科学研究的热点之一。
碳纳米管对金属离子吸附
碳纳米管对金属离子吸附引言：碳纳米管作为一种新型纳米材料，具有优异的力学、电学和化学性质，在各种领域得到广泛应用。
其中，碳纳米管对金属离子的吸附性能备受关注。
本文将从碳纳米管的结构特点、吸附机制和应用前景等方面，探讨碳纳米管对金属离子吸附的研究进展。
一、碳纳米管的结构特点碳纳米管是由碳原子构成的中空纳米管状结构，具有高比表面积和孔隙度的优势。
碳纳米管的结构特点使其具有较大的内部空腔，可以提供丰富的吸附位点，从而有利于金属离子的吸附。
二、碳纳米管对金属离子的吸附机制碳纳米管对金属离子的吸附机制主要包括吸附位点和吸附力的作用。
首先，碳纳米管的内部空腔和表面上的官能团可以提供丰富的吸附位点，使金属离子与碳纳米管发生相互作用。
其次，由于碳纳米管表面具有一定的电荷性质，可以通过静电相互作用吸附金属离子。
此外，π-π堆积、氢键和范德华力等相互作用也对金属离子的吸附起到重要作用。
三、碳纳米管对不同金属离子的吸附性能碳纳米管对不同金属离子的吸附性能存在差异。
研究表明，碳纳米管对一些重金属离子如铜离子、铅离子和镉离子具有较高的吸附能力。
这是因为这些金属离子在碳纳米管表面上可以形成较为稳定的络合物，从而实现有效的吸附。
此外，碳纳米管对一些放射性核素如铀离子和锕系元素离子也具有良好的吸附性能，这对于核废水的处理具有重要意义。
四、碳纳米管在环境治理中的应用前景碳纳米管在环境治理中具有广阔的应用前景。
首先，碳纳米管可以作为吸附剂用于水体中金属离子的去除，对于水体净化和废水处理具有重要意义。
其次，碳纳米管还可以用于土壤修复，吸附土壤中的重金属离子，减少其对植物和生态系统的危害。
此外，碳纳米管还可以应用于气体吸附和分离等方面，在空气污染治理和气体分离技术中具有潜在应用价值。
结论：碳纳米管作为一种新型纳米材料，对金属离子的吸附性能备受关注。
其结构特点和吸附机制使其能够有效吸附金属离子。
不同金属离子对碳纳米管的吸附性能存在差异，但其对重金属离子和放射性核素具有良好的吸附能力。
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碳纳米管的研究进展*王全杰1,2** 王延青1***（1. 陕西科技大学资源与环境学院，陕西 西安 710021；2. 烟台大学化学生物理工学院，山东 烟台 264005）摘要：碳纳米管是由石墨层片卷成的管状结构的一种新型纳米材料，拥有独特的物理化学、电学、热学和机械性能以及十分诱人的应用前景。
文章对碳纳米管的制备方法、性质、纯化及应用前景进行了简要的综述。
关键词：碳纳米管；合成；性能；纯化；应用中图分类号G 311 文献标识码 AProgress of Research for Carbon NanotubesWang Quanjie 1,2,Wang Yanqing 1（1.College of Resource and Environment，Shaanxi University of Science and Technology，Xi’an 710021,China；2. Chemistry and Biology College，Yantai University，Yantai 264005,China）Abstract: Carbon nanotubes are a new class of nano-material with tubular structure formed via rolling-up of coaxial sheets of graphite. They have unique physicochemical, electrical, thermal and mechanical properties, opening up various intriguing possibilities for applications. The preparation methods, properties, methods of purification and application of carbon nanotubes are briefly reviewed.Key words: carbon nanotubes；synthesis；property；purification；application 自1991年日本科学家Lijima发现碳纳米管(Carbon Nanotubes,简称CNTs)，1992年Ebbesn等人提出了实验室规模合成碳纳米管的方法后，其独特的结构和物理化学性质受到人们越来越多的关注[1]。
碳纳米管因具有尺寸小、机械强度高、比表面大、电导率高、界面效应强等特点,从而使其具有特殊的机械、物化性能，在工程材料、催化、吸附、分离、储能器件电极材料等诸多领域中具有重要的应用前景。
*基金来源：山东省科技攻关项目（2008GG10003020）**第一作者简介：王全杰，男，1950年生，教授***通讯联系人1 基本特性碳纳米管可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管两种主要类型[2]。
单壁碳纳米管（SWNTs）由单层石墨卷成柱状无缝管而形成，是结构完美的单分子材料；多壁碳纳米管（MWNTs）可看作由多个不同直径的单壁碳纳米管同轴套构而成。
单壁碳纳米管根据六边环螺旋方向（螺旋角）的不同，可以是金属型碳纳米管，也可以是半导体型碳纳米管，并可以用碳纳米管的螺旋矢量参数（n，m）来表征。
当n=m时，称为扶椅型碳纳米管，是金属型碳纳米管；当n=0或m=0时，称为锯齿型碳纳米管；当n和m为不相等的整数时，称为螺旋型碳纳米管。
锯齿型和螺旋型碳纳米管既可以是金属型碳纳米管，也可以是半导体型碳纳米管。
如果n-m=3k （k为非零整数），则为半导体型碳纳米管，否则为金属型碳纳米管。
多壁碳纳米管的电学性能和单壁碳纳米管相近，金属型单壁碳纳米管和金属型多壁碳纳米管均是弹道式导体[3-4]，大电流通过不产生热量，每平方厘米最大电流密度可达1013A。
碳纳米管也是优良的热传导材料，多壁碳纳米管的热传导系数超过3000w/m*k，高于天然金刚石和石墨原子基面的热传导系数(2000w/m*k)。
碳纳米管还是很好的超导材料[5]，单壁碳纳米管的超导温度和直径相关，直径越小超导温度越高。
直径为1.4nm时，超导温度为1.55k,直径0.5nm时，超导温度为5k,直径0.4nm时，超导温度为20k。
碳纳米管还有非常好的力学性能[6],单壁碳纳米管不但坚硬而且强度很高，是一种绝好的纤维材料，它的性能优于当前的任何纤维，它既具有碳纤维的固有性质，又具有金属材料的导电导热性，陶瓷材料的耐热耐蚀性，纺织纤维的柔软可编性，以及高分子材料的轻度易加工性，是一种一材多能和一材多用的功能材料和结构材料，可望应用于材料领域的多个方面。
2 碳纳米管的制备碳纳米管自从被发现以来，其研究和开发利用得到人们越来越多的关注。
但由于低的生产能力和高昂的价格，碳纳米管的研究受到了较大阻力。
因此开发高效率、低成本的工业化生产技术也成为碳纳米管研究的热点之一。
经过十几年的努力，目前已开发出多种生产工艺[7-8]。
主要包括：激光蒸发合成法、电弧法、化学汽相沉积法（CVD法）、低温固态热解法、离子轰击生长法、太阳能法、电解法、聚合物制备法、原位催化法、爆炸法及水热合成法等生产工艺。
其中激光蒸发合成法、电弧法和CVD法为主导工艺，并在碳纳米管的工业化生产中使用。
激光法和电弧法主要用于单壁碳纳米管的生产，而CVD法主要用于多壁碳纳米管的生产。
由于高压一氧化碳工艺的研制成功，CVD法也成为单壁碳纳米管生产的主导工艺，日产量已达到公斤级。
下文主要介绍激光蒸发合成法、电弧法和CVD法这三种方法。
2.1 激光蒸发合成法激光蒸发合成法制备富勒烯和CNTs是由Smalley等人[9]首先提出的，由于激光器的能量密度比其他装置都要高，因此它特别适合于蒸发像碳这样的高沸点物质。
所用的激光器一般为CO2激光器，将含催化剂的碳靶置于管式电炉中心，通入一定流速和压力的Ar气,然而将激光束照射到靶上时,碳受热挥发并生成SWNTs,后者由Ar气带到水冷陷阱被捕集。
采用激光蒸发合成法可以得到高质量的SWNTs,并且还能有效地控制碳纳米管的直径。
2.2 电弧法电弧放电是最早发现的一种制备方法，当在一对石墨电极上加直流电压,使之发生电弧放电时,阳极的一部分挥发成含富勒烯的烟灰,而另一部分挥发物则沉积在阴极上,Lijima就是在后面这种沉积物中首次发现了CNTs，CNTs具有多层石墨卷制而成的管状结构,因而称为多壁碳纳米管[10-11]。
目前已经在He气氛中进行电弧放电大规模地制备MWNTs，气氛对碳纳米管产品的纯度影响较大,一般情况下H2气氛中容易获得高结晶度的MWNTs，既使在产品中混有少量的纳米碳颗粒,也可以在空气中用红外辐射加热至500℃除去。
用此法得到的MWNTs的石墨层间距约0.34nm,管内径约0.7nm，与C60的直径相近。
2.3化学汽相沉积法(CVD)化学汽相沉积法(CVD)是另一种常用的制CNTs的方法。
此法一般以烃类为原料,在金属催化剂存在条件下进行热分解，与前2种方法相比,CVD法更为简单经济，因它不需要特殊设备，而且可以在较低温度和常压下进行，但此法得到的产品结晶度较低，由于所用的烃类原料的多样性(气、液或固态)，得到的产品亦可以具有多种形态，如粉末、膜或管状物(排列整齐的、杂乱的、直的或螺旋状的)等，以Fe的纳米粒子为催化剂时，苯在1100℃热解可以得到CNTs[12]，而乙炔在700℃热解可以得到螺旋状的纯MWNTs，以Mo为催化剂时,可以由CO在1200℃歧化制备SWNTs[13]。
采用其他的催化剂还可以由苯、乙烯、乙炔和甲烷等原料制备各种CNTs。
CVD法中影响产品的主要因素为烃类原料、催化剂和炉温，一般说来,低温CVD(600~900℃)得到的是MWNTs[14]，高温CVD(900~1200℃)则有利于生成SWNTs,因后者的生成热较大，由多数烃类原料得到的是MWNTs，只有少数高温下稳定的原料如CO，CH4等能产生SWNTs，由于高温下碳在金属中的溶解度是有限的，因此有文献认为烃类分解后生成的碳先是溶解在纳米金属微粒中，达到过饱和后才逐步析出并形成CNTs。
3 碳纳米管的纯化目前制备碳纳米管的方法很多,常见的有电弧放电法、激光蒸发法和化学汽相沉积法。
然而这些方法所制得的产物除碳纳米管外还含有无定形碳、碳纳米粒子及催化剂颗粒等杂质,它们的存在影响了碳纳米管的性能测试及应用研究,因此对碳纳米管纯化的深入研究是非常重要的。
3.1 纯化原理碳纳米管(CNTs)分为单壁碳纳米管(SWNTs)和多壁碳纳米管(MWNTs)两类,它们的性质不同,其纯化方法也有所不同，由于不同的制备方法和实验条件引入的杂质不同,所以纯化方法还因具体的制备方法而异。
到目前为止,已经提出的碳纳米管的纯化方法有许多种,这些方法大致可分为物理法、化学法和综合法[15]。
物理方法主要是根据碳纳米管与杂质物理性质(如粒度、形状、比重、电性能等)的不同而进行分离；化学方法主要是根据碳纳米管与其它含碳杂质的化学稳定性不同,利用氧化剂对碳纳米管和碳纳米微粒、无定形碳等杂质的氧化速率不同而逐步分离。
3.2 纯化方法3.2.1 物理纯化方法(1) 离心分离法由于石墨微粒、碳纳米粒子和无定形碳等杂质的粒度比碳纳米管大，在离心分离时它们受到离心力的作用先沉积下来，而粒度较小的碳纳米管则留在溶液中进行分离。
Bandow等人[16]用该方法将含量仅为3%~5%的SWNTs从电弧放电法所得的石墨灰中分离出来。
首先利用超声分离技术，将5g石墨灰充分分散到3000mL 含0.1%阳离子表面活性剂(苄基烷基氯化铵)的水溶液中。
然后将分散后形成的胶状悬浮液进行离心处理(离心速度为5000r/min)，便可除去直径d=50~80nm的碳质大颗粒。
当离心速度达到15000r/min时，直径d≤50nm的杂质颗粒也基本上能沉淀下来，而大部分的SWNTs仍存在于悬浮液中，这样分离出的SWNTs的纯度为40%~70%。
这种方法操作简单，但其缺点是所得纯度仍然不高。
(2) 电泳纯化法Yamamoto等[17]利用电泳原理，先将传统电弧放电法所制备的CNTs充分分散于异丙醇溶液中，离心除去较大的碎片，然后在充满分散液的容器中放入2个间距为0.4mm的共面铝电极。
因为CNTs有电各向异性这一特征，所以当两个铝电极之间加上大小为2.5×103V·cm-1的交变电场时，在电场的作用下，CNTs将向阴极移动，并沿着电场方向进行有规律的定向排列。
(3) 过滤纯化法碳纳米管在具有水表面活性的溶液中可以呈动态稳定的凝胶状分散物存在。
Bonard等[18]将电弧放电法所得CNTs在质量分数0.5%十二烷基磺酸钠(SDS)溶液中超声震荡15min，然后先经过沉淀、离心处理(5000r/min，10min)，使直径大于500nm的石墨粒子沉淀，剩下的悬浮液进行微孔过滤。