碳纳米管合成方法
碳纳米管的合成及其在太阳能电池中的应用
碳纳米管的合成及其在太阳能电池中的应用碳纳米管是一种具有众多特殊性质的纳米材料，因其优异的导电性、导热性和机械性能被广泛应用于多个领域。
在太阳能电池领域，碳纳米管被用作电子传输层和光伏材料。
本文将阐述碳纳米管的制备方法，同时分析其在太阳能电池中的应用。
一、碳纳米管的合成方法目前，常用的碳纳米管制备方法主要包括化学气相沉积法、溶胶凝胶法、水热法、机械球磨法等。
其中，化学气相沉积法是最常用的方法。
该方法的步骤如下：首先，准备碳纳米管生长的催化剂。
这里以Fe和Ni为例，它们可以作为气相沉积反应中的催化剂。
然后，在反应室中加入一定量的碳源，通入载气气体和催化剂，再将反应室加热至适当的温度，此时，排出的气体中就会含有碳纳米管。
另一种方法是利用溶胶凝胶法制备碳纳米管。
这种方法需要先制备一种含有碳源的胶体，然后通过热处理的方式使其形成碳纳米管。
水热法是一种通过水热条件打破碳纳米管表面的键来制备碳纳米管的方法。
机械球磨法是将碳纳米管和常规碳基材料一起磨碎来制备碳纳米管。
这些方法各有优缺点，可以根据需要选择适当的方法进行合成。
二、碳纳米管在太阳能电池中的应用太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的器件，其核心是光伏材料。
碳纳米管在太阳能电池中的应用，主要是作为电子传输层和光伏材料。
具体来说，碳纳米管的应用主要包括以下几个方面。
1. 电子传输层在一些有机太阳能电池中，传输电子的层是由常规有机材料制成。
如果使用碳纳米管作为电子传输层，则可以提高电子传输的效率，进而提高太阳能电池的光电转化效率。
此外，碳纳米管能够增加太阳能电池的稳定性和寿命。
2. 光伏材料碳纳米管还可以用作光伏材料，其主要原理是碳纳米管能够吸收光能，并将其转化为电子或空穴。
此外，称作共轭聚合物的碳纳米管，其带隙比一般半导体较小，因此更易于电子激发和传输。
这些特性使得碳纳米管成为一种颇有前途的光伏材料。
3. 多项材料应用最近的研究表明，在太阳能电池中，将多种材料结合到一起，可以提高太阳能电池的效率。
简易的碳纳米管制备方法
简易的碳纳米管制备方法
简易的碳纳米管制备方法主要包括以下几种：
1. 化学气相沉积法（CVD）：这是一种较为常见的碳纳米管制备方法。
通过在催化剂作用下，将碳源气体（如甲烷、乙炔等）加热分解，生成碳纳米管。
催化剂可以是镍、铁、钴等金属，制备过程中需要控制气体流量、温度和反应时间等参数。
2. 激光烧蚀法：这种方法是将石墨或碳靶材置于真空环境中，利用激光束对其进行烧蚀，石墨或碳靶材在激光作用下蒸发并凝结成碳纳米管。
制备过程中需要调整激光功率、扫描速度和靶材距离等参数。
3. 电弧放电法：这种方法是通过电弧放电将碳源材料（如石墨、碳纤维等）分解，生成碳纳米管。
制备过程中需要控制电弧放电的电流、电压和放电时间等参数。
4. 模板法：模板法是将碳源材料涂抹在模板上，然后通过模板的孔隙形成碳纳米管。
这种方法可以制备具有有序排列结构的碳纳米管。
制备过程中需要选择合适的模板材料和孔径，以及控制碳源材料的浓度和固化条件。
5. 生物合成法：这种方法是利用生物体（如细菌、藻类等）的生物矿化作用，将碳源材料转化为碳纳米管。
制备过程中需要选择合适的生物体和培养条件，以及控制碳源材料的添加量和生物矿化时间。
需要注意的是，上述简易方法在制备碳纳米管时，可能存在产率、纯度和结构等方面的问题。
为了获得高质量的碳纳米管，通常需要对制备方法进行优化和改进。
同时，根据实际应用需求，还可以对碳纳米管进行功能化修饰和复合，以实现特定的性能。
碳纳米管的制备技术与应用
碳纳米管的制备技术与应用碳纳米管（Carbon nanotubes，CNTs）是一种以碳元素为原材料制备的一维纳米材料，由于其具有良好的力学性能、电学特性以及化学稳定性等特点，已经成为当今研究领域中最为热门的材料之一。
本文将介绍碳纳米管的制备技术以及其在各个领域的应用。
一、碳纳米管的制备技术碳纳米管的制备技术可以分为两种类型：单壁碳纳米管（Single-walled carbon nanotubes，SWCNTs）和多壁碳纳米管（Multi-walled carbon nanotubes，MWCNTs）。
1. SWCNTs的制备技术SWCNTs是由单个碳原子组成的圆柱形分子，其直径只有1纳米左右，是碳纳米管中最小的一种。
目前SWCNTs的制备技术主要有以下几种：(1) 弧放电法：将石墨电极在惰性气体氛围下通电，随着通电时间的延长，在电极表面就会形成一个由碳原子组成的弧，此时就会产生SWCNTs。
(2) 化学气相沉积法：将碳源放入通有气源的高温管道中，在特定的条件下产生SWCNTs。
(3) 气味解法：将金属铝、镁等材料和碳合成物物质放入高温的石墨炉中加热，从而产生SWCNTs。
2. MWCNTs的制备技术MWCNTs是由许多个碳单层环形结构套在一起形成的管状结构，由于其具有较高的机械强度和导电性能，因此在材料科学等领域有着广泛的应用。
其制备主要有以下几种方式：(1) 化学气相沉积法：将碳源放入通有气源的高温管道中，在特定的条件下产生MWCNTs。
(2) 电磁纺丝法：将金属铜制成细丝，并加热到一定温度，然后向铜丝上喷射石墨或其它碳源，从而产生MWCNTs。
(3) 化学还原法：将单壁和多壁碳纳米管分散在水溶液中，然后将还原剂缓慢加入到溶液中，之后用超离心机或过滤器将沉淀的MWCNTs分离出来。
二、碳纳米管在材料科学中的应用碳纳米管因其高催化性能、热稳定性及导电性能等优异特点，将在材料科学领域中得到广泛的应用。
co2合成碳纳米管方法
co2合成碳纳米管方法
合成碳纳米管是一种重要的纳米材料制备方法，其中CO2作为碳源可以通过多种途径用于碳纳米管的合成。
以下是一些常见的CO2合成碳纳米管的方法：
1. 热解法，CO2可以与碳源（如甲烷、乙烷等）在高温下进行热解反应，生成碳原子，然后在催化剂的作用下形成碳纳米管。
这种方法需要高温和催化剂的作用，能够在较短的时间内合成纯净的碳纳米管。
2. 化学气相沉积法（CVD），在CVD过程中，CO2可以作为碳源气体，与氢气或其他气体一起通过催化剂在高温下反应，生成碳纳米管。
这种方法可以控制碳纳米管的尺寸和形态，适用于大面积的碳纳米管合成。
3. 水热法，CO2可以与还原剂（如葡萄糖、甘油等）在高温高压水热条件下反应，生成碳纳米管。
这种方法相对温和，可以在水相中进行碳纳米管的合成，且对环境友好。
4. 电化学法，CO2可以在电解池中通过电化学反应产生碳源，
然后在电极表面或电解液中形成碳纳米管。
这种方法可以实现可控
的碳纳米管合成，且对能源可持续性具有潜在的积极影响。
总的来说，CO2合成碳纳米管的方法多种多样，每种方法都有
其独特的优点和适用范围。
未来随着技术的进步和环保意识的提高，CO2作为碳源合成碳纳米管的方法将会得到更多的关注和研究。
碳纳米管的制备方法
碳纳米管的制备方法碳纳米管（Carbon Nanotubes, CNTs）是一种具有优异性能和广泛应用前景的纳米材料，具有极高的比表面积、优异的导电性和热导率，因此在材料科学、纳米技术、能源存储等领域有着重要的应用价值。
碳纳米管的制备方法多种多样，下面将介绍几种常见的制备方法。
1. 化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition, CVD）。
化学气相沉积法是目前制备碳纳米管最常用的方法之一。
在CVD过程中，碳源气体（如甲烷、乙烯等）与载气（如氢气、氨气等）在高温条件下通过催化剂（如铁、镍、钴等）的作用下发生化学反应，生成碳原子，最终在催化剂表面形成碳纳米管。
CVD方法制备的碳纳米管质量较高，但是需要高温和高真空条件，设备成本较高。
2. 弧放电法（Arc Discharge）。
弧放电法是一种较为简单的碳纳米管制备方法，通过在高温下将碳源（如石墨）和金属催化剂（如铁、钴、镍等）放电，产生高温等离子体，从而在合成碳纳米管。
弧放电法制备的碳纳米管质量较高，但是产率较低，且需要严格控制反应条件。
3. 化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition, CVD）。
化学气相沉积法是目前制备碳纳米管最常用的方法之一。
在CVD过程中，碳源气体（如甲烷、乙烯等）与载气（如氢气、氨气等）在高温条件下通过催化剂（如铁、镍、钴等）的作用下发生化学反应，生成碳原子，最终在催化剂表面形成碳纳米管。
CVD方法制备的碳纳米管质量较高，但是需要高温和高真空条件，设备成本较高。
4. 气相凝结法（Gas-phase Condensation）。
气相凝结法是一种通过在高温下将碳源气体（如甲烷、乙烯等）在惰性气体氛围中加热，然后通过快速冷却的方法制备碳纳米管。
在气相凝结法中，碳原子在高温下先形成团簇，然后在快速冷却的条件下形成碳纳米管。
这种方法制备的碳纳米管产率较高，但是质量相对较低。
5. 水热法（Hydrothermal Synthesis）。
碳纳米管的合成和应用
碳纳米管的合成和应用碳纳米管(Carbon Nanotubes, CNTs)是由纯碳构成的一种纳米材料，以其独特的物理和化学性质，在材料科学、生物医学等众多领域都有重要的应用和研究价值。
本文将从碳纳米管的合成方法、结构特征以及应用等方面进行讨论。
一、碳纳米管的合成方法碳纳米管最早是由日本科学家Sumio Iijima于1991年发现，并提出了一种制备碳纳米管的方法——电弧放电法。
该方法是通过电弧放电在高温下制备，得到的碳纳米管平均直径为10-20nm。
随后，人们发现在碳纳米管形成的高温条件下，化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition, CVD)也可以用来合成碳纳米管。
通过CVD法合成的碳纳米管平均直径可以达到数纳米级别。
此外，离子束辅助CVD、体积扩散法、等离子炮击法等方法也被用来合成碳纳米管。
这些方法各有优缺点，可以根据具体应用需求选择合适的方法。
二、碳纳米管的结构特征碳纳米管分为单壁碳纳米管(Single-Walled Carbon Nanotubes, SWNTs)和多壁碳纳米管(Multi-Walled Carbon Nanotubes, MWNTs)两种。
SWNTs是由一个或几个碳原子层叠而成的单层碳纳米管，直径在1-2nm左右；MWNTs则是由多层碳原子管叠加在一起构成的，直径在10-30nm左右。
SWNTs的结构主要包括芳香环、周边的螺旋结构以及端部的官能团等。
SWNTs具有高比表面积和高机械性能，同时还有超疏水性、高导电性和热导率等重要的物理和化学性质。
MWNTs的壁层数越多，直径越大，内壁和外壁之间的距离也越大。
MWNTs的直径越大，其比表面积也越小，但其机械性能就越强。
MWNTs和SWNTs相比，其电导率、热导率和力学性能都要略低。
同时，MWNTs相较于SWNTs更便于分散处理，应用更为广泛。
除了单壁和多壁两种结构外，根据碳纳米管的管径、手性和烯结构等进一步可将碳纳米管细分为不同类型，如外径为几百纳米的纳米线状碳纳米管和手性控制的带有特定电学性质的碳纳米管等。
碳纳米管的制备和表征研究
碳纳米管的制备和表征研究碳纳米管是一种非常重要的纳米材料，由于其具有优异的物理和化学性质，能够广泛应用于电子、化学、生物和医学等领域，成为了当今最热门的研究课题之一。
本文将介绍碳纳米管的制备和表征研究，旨在尽可能全面深入地介绍它的相关研究进展。
一、碳纳米管的制备方法碳纳米管的制备方法主要有以下几种：1. 等离子体增强化学气相沉积法该方法先用金属作为催化剂，在氧化镁或氧化铝的载体上制备成催化剂阵列，通过引入碳源和氢气，使用等离子体的方式来生成碳纳米管。
2. 化学气相沉积法该方法将催化剂和碳源同时放置在反应器内，不用外加能量，通过化学反应来制备碳纳米管。
3. 化学还原-热解法该方法先用催化剂将氧化石墨烯还原为石墨烯，然后利用热解技术进行碳化反应，制备碳纳米管。
以上三种方法是主流的制备碳纳米管的方法，但随着研究的深入，其它方法，如水热合成法、溶液-液相界面法等也逐渐被应用于制备碳纳米管。
二、碳纳米管表征技术为了对制备的碳纳米管进行表征和刻画，研究人员开发出了各种表征技术来研究其结构和性质，下面我们来介绍一些常用的表征技术：1. 透射电子显微镜(TEM)透射电子显微镜是最常用的碳纳米管表征技术之一，通过它可以直观的获得碳纳米管的观察图像。
2. 扫描电子显微镜(SEM)与TEM不同，扫描电子显微镜可以观察到碳纳米管的表面形貌，并能够获得表面形貌的三维结构图像。
3. 拉曼光谱(Raman)拉曼光谱具有非常高的灵敏性和分辨率，能够通过对碳纳米管的拉曼光谱图像进行功率谱分析，可以获得碳纳米管的结构、相互作用和物理特性等信息。
4. X射线粉末衍射(XRD)利用X射线的衍射实验，可以得到碳纳米管的晶格结构，晶格常数以及结晶度等信息。
5. 热重分析(TGA)热重分析可以帮助我们展现出材料在温度变化下的失重信息，从而推断出碳纳米管的热稳定性和热分解温度等相关信息。
以上技术对于制备和表征碳纳米管都有非常大的帮助，不同的表征方法可以从不同角度来对碳纳米管进行综合分析，有助于我们更好地了解碳纳米管的结构和性质。
单壁碳纳米管制备方法
单壁碳纳米管制备方法单壁碳纳米管因其独特的结构和优异的性能，在材料科学、电子工程和生物医学等领域具有广泛的应用潜力。
以下是几种制备单壁碳纳米管的方法：1.电弧法电弧法是一种制备单壁碳纳米管的常用方法。
在这种方法中，两个高纯度石墨电极在高温下产生电弧，电弧的高温使石墨蒸发并反应形成碳纳米管。
此方法制备的单壁碳纳米管具有较高的纯度和直径可控性。
2.激光蒸发法激光蒸发法利用高能激光束将石墨或其他碳源蒸发，产生的碳原子在冷却过程中形成单壁碳纳米管。
此方法制备的单壁碳纳米管的直径和长度可以通过调整激光功率和扫描速度来控制。
3.化学气相沉积法化学气相沉积法是一种通过化学反应在气相中制备纳米材料的方法。
在制备单壁碳纳米管时，通常使用含碳气体（如甲烷）和催化剂，在高温下进行反应，生成单壁碳纳米管。
此方法可以大规模制备高质量的单壁碳纳米管。
4.火焰法火焰法是一种利用高温火焰制备单壁碳纳米管的方法。
在火焰中，含碳燃料（如甲烷）与氧气发生燃烧反应，形成的碳原子在高温下形成单壁碳纳米管。
此方法制备的单壁碳纳米管的直径和长度可以通过调整燃料和氧气的比例来控制。
5.模板法模板法是一种利用模板合成纳米材料的方法。
在制备单壁碳纳米管时，通常使用具有特定孔径的模板，将含碳前驱体溶液填充到模板中，然后在高温下进行反应，生成的碳纳米管通过模板孔径进行限制和形貌调控。
此方法可以大规模制备具有特定直径和长度的单壁碳纳米管。
6.电化学法电化学法是一种利用电化学反应制备单壁碳纳米管的方法。
在这种方法中，金属或半导体作为阴极，含碳的阳极在电化学作用下发生还原反应，生成的单壁碳纳米管沉积在阴极表面。
此方法制备的单壁碳纳米管的直径和长度可以通过调整电流和电压来控制。
7.球磨法球磨法是一种利用球磨设备制备单壁碳纳米管的方法。
在这种方法中，含有石墨或炭黑的粉末与硬质球磨球在球磨设备中高速碰撞和研磨，形成的碳原子在研磨过程中形成单壁碳纳米管。
此方法制备的单壁碳纳米管的直径和长度可以通过调整球磨时间和球磨球的材料来控制。
碳纳米管的合成原理与电子传输性质
碳纳米管的合成原理与电子传输性质碳纳米管是由碳原子构成的纳米尺寸的管状结构，具有独特的物理和化学性质，因此在纳米科技领域具有广泛的应用潜力。
本文将介绍碳纳米管的合成原理以及其电子传输性质。
一、碳纳米管的合成原理碳纳米管的合成涉及到多种方法，其中最常用的方法是化学气相沉积（CVD）和电化学沉积（ECD）。
1. 化学气相沉积（CVD）法CVD法是一种通过热解碳源气体在催化剂表面生长碳纳米管的方法。
一般而言，该方法主要包括以下步骤：（1）预处理：将催化剂（通常使用镍、铁等金属）覆盖在载体上，并进行适当的预处理，以提高催化剂的活性。
（2）碳源气体供应：将碳源气体（如甲烷、乙烯等）引入反应室中，同时提供适当的惰性气体（如氢气）以稀释碳源气体。
（3）加热反应室：反应室中的催化剂被加热至适当的温度（通常为600-1000摄氏度），使碳源气体发生分解反应。
（4）碳纳米管生长：碳源气体分解产生的碳原子在催化剂表面沉积并结晶，形成碳纳米管。
2. 电化学沉积（ECD）法ECD法是一种利用电化学原理，在合适的电位下，在电极表面沉积碳纳米管的方法。
具体步骤如下：（1）制备电极：选择适当的导电材料作为电极，如玻碳电极、金属电极等，使其表面光滑且无缺陷。
（2）电解液制备：选择合适的电解液，其中必须含有碳源，如氨水、甲基化合物等。
（3）电沉积：将电极浸入电解液中，施加适当的电位，通过电解反应使碳源离子还原形成碳纳米管在电极表面沉积。
（4）碳纳米管表征：将合成的碳纳米管从电极上取下，经过必要的清洗和表征手段，如扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）进行形貌和结构分析。
二、碳纳米管的电子传输性质碳纳米管的电子传输性质主要由其结构和几何形状决定，下面将介绍两种常见的电子传输性质：1. 金属性碳纳米管金属性碳纳米管具有类似金属材料的导电特性，其导电行为可以用自由电子气模型描述。
这种类型的碳纳米管具有优良的电子传导性能和低内阻，因此在纳米电子器件中有广泛的应用。
碳纳米管的合成及其在太阳能电池中的应用
碳纳米管的合成及其在太阳能电池中的应用随着科技的不断发展，人们对于新材料的需求也越来越高，其中碳纳米管便是一种备受关注的材料。
其独特的物理和化学性质使其在不同的领域中具有广泛的应用前景，尤其是在太阳能电池中的应用。
本文将介绍碳纳米管的合成方法及其在太阳能电池中的应用。
一、碳纳米管的合成方法碳纳米管的合成方法可以分为两类：一是碳原子的“卷曲法”、拉伸法或桥接法等直接制备；二是通过一定的控制条件，使金属或半导体基底上的碳杂质被“转化”为碳纳米管的方法。
1.碳原子的“卷曲法”碳原子的“卷曲法”是最早的碳纳米管制备方法之一。
该法将石墨晶体中的一系列奇异环(例如，5环、7环)选择性地卷曲成为管状结构。
在综合比较不同组合下的奇异环的稳定性和卷曲度之后，人们发现半径为0.56 nm的单壁碳纳米管是奇异环结构卷曲所得最为稳定的结构之一。
2.金属或半导体基底上的碳杂质“转化法”金属或半导体基底上的碳杂质“转化法”是目前最常用的单壁碳纳米管制备方法之一。
该方法分为两步：首先是在基底上形成碳杂质，然后通过化学气相沉积(CVD)等方法使其被“转化”为碳纳米管。
二、碳纳米管在太阳能电池中的应用碳纳米管在太阳能电池中的应用主要包括三个方面：作为电极材料、增加背散射反射和利用碳纳米管的导电性质等。
1.作为电极材料太阳能电池中碳纳米管可以被用作电极材料。
相比于传统的导电氧化物材料，碳纳米管导电性更好，因此能够提供更加稳定的电池输出，同时也能够降低电池的制造成本。
2.增加背散射反射太阳能电池中碳纳米管还可以被用于增加背散射反射。
通过控制碳纳米管的长度和直径，可以在电池背面形成一定结构的障碍，使得一部分光线被散射反射，从而能够提高光电池的效率。
3.利用碳纳米管的导电性质太阳能电池中碳纳米管还可以被用于利用其导电性质。
碳纳米管可以作为电池的电子传输通道，从而提高电池的导电性能，同时也能够降低电池内部的电阻，提高电池的转换效率。
综上所述，碳纳米管是一种极具前景的材料，具有广泛的应用前景，特别是在太阳能电池中的应用。
合成碳纳米管的方法及优缺点
合成碳纳⽶管的⽅法及优缺点浮动催化法即碳氢化合物催化分解法，⼜称CVD法，⽬前使⽤最多和最有希望实现批量⽣产的⼯艺之⼀。
基本原理：将有机⽓体(如⼄炔、⼄烯等)混以⼀定⽐例的氮⽓作为压制⽓体，通⼊事先除去氧的⽯英管中，在⼀定的温度下，在催化剂表⾯裂解形成碳源，碳源通过催化剂扩散，在催化剂后表⾯长出碳纳⽶管，同时推着⼩的催化剂颗粒前移。
直到催化剂颗粒全部被⽯墨层包覆，碳纳⽶管⽣长结束。
影响因素：催化剂的选择，反应温度、时间，⽓流量等。
碳纳⽶管的直径的⼤⼩依赖于催化剂颗粒的直径。
实验理想参数：温度为650℃～700℃，⽓体流量＝10ml／min、N2＝600ml／min，反应时间60min～70min，产率⾼达90 ％以上。
优点：有反应过程易于控制，设备简单，原料成本低，可⼤规模⽣产，产率⾼等优点。
缺点：反应温度低，碳纳⽶管层数多，⽯墨化程度较差，存在较多的结晶缺陷，对碳纳⽶管的⼒学性能及物理化学性能会有不良的影响。
⽯墨电弧法最早的、最典型的碳纳⽶管合成⽅法。
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。
影响因素：载⽓类型、⽓压、电弧的电压、电流、电极间距等。
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1mm～4mm，产率50％。
在⽯墨棒中掺杂⾦属Fe、Co、Ni催化剂，改善碳纳⽶管产量和质量，⽣产出了半径约1nm的单层碳管。
优点：4000K的⾼温碳纳⽶管最⼤程度地⽯墨化，管缺陷少，⽐较能反映碳纳⽶管的真正性能。
缺点：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，碳管和杂质融合在⼀起，很难分离。
激光蒸汽法在氩⽓⽓流中，⽤双脉冲激光蒸发含有Fe／Ni(或Co／Ni)的碳靶⽅法制备出直径分布范围在0.81—1.51nm的单壁碳纳⽶管。
单壁及多壁碳纳米管的制备
材料化学作业单壁及多壁碳纳米管的制备目前常用的碳纳米管制备方法主要有：电弧放电法、化学气相沉积法（碳氢气体热解法），热解聚合物法、气体燃烧法和激光蒸汽法等以及聚合反应合成法。
电弧放电法是生产碳纳米管的主要方法。
1991年日本物理学家饭岛澄男就是从电弧放电法生产的碳纤维中首次发现碳纳米管的。
电弧放电法的具体过程是：将石墨电极置于充满氦气或氩气的反应容器中，在两极之间激发出电弧，此时温度可以达到4000度左右。
在这种条件下，石墨会蒸发，生成的产物有富勒烯（C60）、无定型碳和单壁或多壁的碳纳米管。
通过控制催化剂和容器中的氢气含量，可以调节几种产物的相对产量。
使用这一方法制备碳纳米管技术上比较简单，但是生成的碳纳米管与C60等产物混杂在一起，很难得到纯度较高的碳纳米管，并且得到的往往都是多层碳纳米管，而实际研究中人们往往需要的是单层的碳纳米管。
此外该方法反应消耗能量太大。
传统的电弧法以氦作为保护介质，中国科学院沈阳金属研究所成会明研究小组开发了一种有效制备单壁碳纳米管的半连续氢电弧法，他们通过此方法实现了高纯度单壁碳纳米管的大批量制备。
同传统石墨电弧法相比，氢电弧法的改进包括：用氢气取代氦气作为缓冲气体，有效的提高了产品的纯度；添加某种含硫生长促进剂，使产量大大提高。
氢电弧方法具有以下特点：1）在大直径阳极圆盘中填充混合均匀的反应物，可有效克服传统电弧法中反应数量有限且均匀性差的特点，利于单壁碳纳米管的大批量制备。
2）阴极棒与阳极圆盘上表面成斜角，在电弧力的作用下可在反应室内形成一股等离子流，及时将单壁碳纳米管产物携带出高温反应区，避免了产物烧结。
同时保持反应区内产物浓度较低，利于单壁碳纳米管的连续生长。
3）阴极与阳极的位置均可调整，当部分原料反应完毕后可通过调整电极位置，利用其他区域的原料继续单壁碳纳米管的合成。
化学气相沉积法又称碳氢气体热解法，他在一定程度上克服了电弧放电法的缺陷，这种方法是让气态烃通过附着有催化剂微粒的模板，在600-1200度和有保护气体作用的条件下，使气态烃分解并在一定载体上生成CNTS，同时温度亦不需要很高，相对而言节省了能量，但是必须用到催化剂，目前此方法的主要研究方向是希望通过控制模板上催化剂的排列方式来控制生成的CNTS的结构，已经取得了一定进展。
3 碳纳米管复合材料的制备方法
碳纳米管是一种结构独特，性能优异的纳米材料，具有很高的强度、导电性和导热性。
碳纳米管被广泛应用于电子、材料和生物等领域。
为了进一步提高碳纳米管的性能和拓展其应用范围，研究人员提出了碳纳米管复合材料的制备方法。
下面将介绍几种主要的碳纳米管复合材料制备方法。
1. 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种常用的碳纳米管制备方法。
通过控制反应温度、压力和气体组分，将碳原子沉积在金属催化剂表面，从而在催化剂上长出碳纳米管。
在制备碳纳米管复合材料时，可以在沉积碳纳米管的加入其他纳米材料或聚合物，形成碳纳米管复合材料。
这种方法制备的复合材料具有良好的界面结合和均匀的分散性，可以在材料强度和导电性上发挥协同效应。
2. 溶液混合法溶液混合法是另一种常用的碳纳米管复合材料制备方法。
该方法将碳纳米管和其他纳米材料或聚合物分散在溶剂中，经过搅拌和超声处理后，形成均匀的混合溶液。
然后将混合溶液进行干燥或其它加工处理，制备出碳纳米管复合材料。
这种方法简单易行，适用于大面积的材料制备，可以调控复合材料中各组分的含量和比例，从而实现对复合材料性能的调控。
3. 热压法热压法是一种通过热压工艺将碳纳米管和其他纳米材料或聚合物制备成块状或片状复合材料的方法。
该方法可以有效提高复合材料的密实度和机械性能，也可以在复合材料中形成较好的界面结合。
通过控制热压条件，可以调控复合材料中的孔隙率和结晶度，进而影响复合材料的导热性和光学性能。
4. 喷雾干燥法喷雾干燥法是一种利用喷雾技术将碳纳米管和其他纳米材料或聚合物分散在气溶胶中，然后在高温气流中喷雾干燥形成复合颗粒的方法。
该方法制备的复合材料颗粒均匀，表面光滑，可以直接用于材料成型，或者通过热压等方法制备成块状或片状复合材料。
这种方法可以实现大规模的复合材料制备，适用于工业化生产。
总结而言，碳纳米管复合材料的制备方法多种多样，每种方法都有其独特的优势和适用范围。
在实际应用中，可以根据具体要求选择合适的制备方法，并通过调控材料组分和制备工艺，实现对碳纳米管复合材料性能的调控和优化。
碳纳米管合成方式
碳纳米管合成方式碳纳米管是由碳原子构成的管状结构物质，具有很好的导电性和强度，因此在材料科学中具有广泛的应用前景。
目前，碳纳米管的合成方式主要包括化学气相沉积法、化学气液固相合成法、乙炔气热裂解法、电弧法、激光还原法等多种方法。
其中，化学气相沉积法是一种较为常用的方法。
该方法主要是在高温、高压条件下，将碳源及其它材料分解，生成单壁或多壁碳纳米管。
具体步骤为：首先将碳源（如乙烯、甲烷等）通过气体供应系统引入反应室，然后在高温下通过化学反应将碳源分解成碳原子，再通过催化剂（如Fe、Co、Ni等）的作用，使碳原子有序排列并形成碳纳米管结构。
最后通过加热、冷却等步骤使得反应产物得到收集和分离，得到所需的单壁或多壁碳纳米管。
化学气液固相合成法是另外一种常用的合成方法，该方法使用化学气相沉积法中的反应物及其它化学试剂作为前体，在液相或固相氧化剂的作用下生成单壁或多壁碳纳米管。
具体步骤为：将碳源与存在某种表面活性剂中的前体分散在水或其它溶液中，制成粘稠的混合物。
然后将混合物注入到反应釜中，在加热的同时不断搅拌，使前体分解并生成碳纳米管。
最后通过过滤、洗涤和干燥等步骤，得到所需的单壁或多壁碳纳米管。
此外，乙炔气热裂解法、电弧法、激光还原法等也都是常用的合成碳纳米管的方法。
这些方法各有优缺点，如乙炔气热裂解法所制备的碳纳米管质量较高，但生产成本也较高；电弧法所得碳纳米管数量多、结晶度高，但也存在生产成本高等问题等。
总之，无论是哪种方法，合成碳纳米管需要考虑许多因素，如反应时间、压力、温度、前体物质的纯度、催化剂的选用等等。
在这些因素的综合作用下，制备出来的碳纳米管可以用于制备多种高性能材料，而且其应用前景十分广阔。
碳纳米管常用的制备方法.
3 石墨电弧法
3.2优化
在反应室中充入惰性气体或氢气, 采用不同 的工艺条件 ,可制得单壁碳纳 米管或多壁碳纳米管 .WANG等认为 , 与 Ar, He等惰性气体对碳纳米管的 形成主要起冷却作用相比, H2 具有更高 的导热率且可形成 C— H键 ,从而 刻蚀非晶碳, 因此用 H2 作缓冲气体合成的碳纳米管更加纯净.
1 催化热解法
1.3优点
载体的类型 、催化剂的种类和制备方法、反应气体种类,以及流量和反应 温度等对碳纳米管生长有较大影响.此方法的反应过程易于控制, 反应温 度相对较低 , 产品纯度较高 , 成本低 ,产量高 ,适用性强 ,现被广泛用于碳 纳米管的制备.
2 激光蒸发法
2.1过程
利用高能量密度激光在特定的气氛下照射含催化剂的石墨靶 ,激发出来 的碳原子和催化剂颗粒被气流从高温区带向低温区 , 在载体气体中气态 碳在催化剂的作用下相互碰撞生成碳纳米管. 在 1 437 K下, THESS等采用 双脉冲激光照射 含 Ni/Co催化剂颗粒的石墨靶, 获得较大数量和 高质量 的单壁碳纳米管.
1 催化热解法
1.1基体法
利用石墨或陶瓷等作载体,将催化剂 附着于其上 ,高温下通入含碳气 体使之分解并在催化剂颗粒上长出碳纳米管
1 催化热解法
1.2浮游法
就是直接加热催化剂前驱体使其成气态, 同时与气态烃一起被引入反应 室,在不同温区各自分解 ,分解的催化 剂原子逐渐聚集成纳米级颗粒 ,浮游 在反应空间, 分解的碳原子在催化剂颗粒上析出 ,形成碳纳米管 .此方法可 连续生产。
2 激光蒸发法
2.2试验
陈文哲等用脉冲激光 轰击流动的乙醇和镍 -石墨靶的固-液界面 , 也制得 了碳纳米管.碳纳米管的生长主要受到激光强 度 、生长腔的压强 ,以及气 体流速等因素的影响. 此法得到的大多是单壁碳纳米管,质量高 ,但产量较 低.
碳纳米管材料的制备与性能研究
碳纳米管材料的制备与性能研究随着科技的不断发展，新材料的研究和开发也成为了一个重要的领域。
碳纳米管材料作为一种新型材料，具有优异的物理、化学和力学性质，被广泛应用于电子、储氢、催化、生物传感、高强度材料等领域。
本文将介绍碳纳米管的制备方法及其相关性能研究。
一、碳纳米管的制备方法碳纳米管的制备方法主要有物理法、化学法和物理化学方法三种。
1、物理法物理法制备碳纳米管主要包括电弧放电法、激光烧蚀法、热裂解法、等离子体化学气相沉积法等。
电弧放电法是一种制备碳纳米管的传统方法，其原理是利用高温高压下石墨电极的放电作用，使石墨电极表面的碳被加热、蒸发、再结晶形成碳纳米管。
激光烧蚀法是利用高能激光在石墨基底上瞬间烧蚀形成碳纳米管。
这种方法可以精确地制备单壁碳纳米管，是制备高质量碳纳米管的可行方法之一。
热裂解法是一种低温制备碳纳米管的方法。
该法通过在石墨表面沉积金属催化剂，然后在高温低压条件下，利用热裂解作用制备碳纳米管。
等离子体化学气相沉积法是一种新型的碳纳米管制备方法。
该法利用等离子体反应，使金属催化剂先成核、再生长，最终形成碳纳米管。
2、化学法化学法制备碳纳米管主要包括水热法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法、氧化还原法等。
水热法是一种基于水相合成的制备碳纳米管的方法。
在高温高压下，碳源离子与金属催化剂的复合物在水热环境下形成，最终可以形成碳纳米管。
化学气相沉积法是一种常用的制备碳纳米管的方法。
利用合成气、甲烷等碳源和催化剂反应，可以在金属表面上形成碳纳米管。
溶胶凝胶法是一种利用聚集态多相反应制备碳纳米管的方法，可以制备不同形态、大小、结构的碳纳米管。
氧化还原法是一种新型的制备碳纳米管的方法。
该法利用氧化还原反应的原理，在强酸性介质中，将碳源还原成碳纳米管。
3、物理化学方法物理化学方法主要包括化学涂覆法、电化学法、微波辐射法、胶体化学法等。
化学涂覆法是一种在金属催化剂表面涂覆碳源物质的方法。
该法可以制备出高质量、高纯度的碳纳米管。
碳纳米管的制备及应用
碳纳米管的制备及应用碳纳米管是一种结构特殊的纳米材料，由于其独特的结构和性质，被广泛应用于各个领域。
本文将从碳纳米管的制备和应用两个方面进行介绍。
一、碳纳米管的制备碳纳米管的制备方法主要有化学气相沉积法、电弧放电法、激光热解法、物理气相沉积法、化学液相法等。
其中，化学气相沉积法是目前制备碳纳米管的主要方法。
该方法是通过对一种碳源或碳和气体的反应，生成碳纳米管。
具体步骤为：1、将金属催化剂（如铁、镍、钴等）置于石英玻璃管中，加热至较高温度。
2、在金属催化剂的表面构筑碳源分子，如甲醛、乙烯等。
3、在高温下实施气相反应，生成碳纳米管。
此外，还可以利用物理气相沉积法制备碳纳米管。
该方法是利用低压下的等离子体或离子束在金属催化剂表面生成碳原子，通过控制反应温度和时间等参数，实现碳纳米管的控制生长。
化学液相法则是采用溶胶胶凝法和液相氧化法等方法在溶液中合成碳纳米管，这种方法制备的碳纳米管纯度高，可控性较好。
二、碳纳米管的应用1、电子领域由于碳纳米管具有高导电性、热稳定性和机械强度等特点，因此广泛应用于电子领域。
碳纳米管可以被用来制作场发射器、晶体管、发光二极管等电子元件，具有重要的应用价值。
2、生物医学领域由于碳纳米管具有高表面积、强光吸收、低毒性等特点，因此在生物医学领域也有广泛应用。
碳纳米管可以被用来制作药物载体、生物传感器和基因传递系统等，可以在癌症治疗、生物成像、疾病诊断等方面发挥作用。
3、制备材料领域碳纳米管可以与其他材料组合使用，制备出具有特殊性能的材料。
如与金属组合，可以制备出具有高强度、高硬度和高导电性的复合材料；与聚合物组合，可以制备出具有较高导电率和较好机械强度的聚合物复合材料。
4、油气开采领域在油气开采领域，碳纳米管可以被用作催化剂载体、油管涂层等，具有高度的应用前景。
碳纳米管可以被用来制备分离材料或改性涂料，用于地下油藏的渗透调节、油品分离、纯化和催化转化等领域。
总之，碳纳米管以其独特的结构和性质，在各个领域有着广泛的应用。
碳纳米管的合成及工作原理探究
碳纳米管的合成及工作原理探究碳纳米管（Carbon Nanotubes，简称CNTs）是由碳原子以特定形式排列而成的纳米材料，具有极高的强度、导电性和导热性等优异性能，因而在材料科学、纳米技术和电子领域引起了广泛的关注。
本文将探究碳纳米管的合成方法和工作原理。
一、碳纳米管的合成方法当前主要的碳纳米管合成方法有化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition，简称CVD）、电化学沉积法、溶胶凝胶法等。
这些方法具有各自的特点和适用范围。
1. 化学气相沉积法化学气相沉积法是最常用的合成碳纳米管的方法之一。
该方法通过在高温下将碳原子气体在金属催化剂的作用下进行化学反应，使碳原子在催化剂表面形成管状结构，从而合成出碳纳米管。
2. 电化学沉积法电化学沉积法利用电解质中的电流进行沉积，通过调节电流密度和电压等参数，可以控制碳纳米管的直径、长度和构型。
这种方法操作简单、成本较低，但对于合成高质量的碳纳米管还存在一定的挑战。
3. 溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种将某些有机物溶解处理后得到胶体，再通过热解等处理形成纳米结构的方法。
通过控制溶胶的成分、溶胶浓度、热处理条件等因素，可以制备出具有不同形貌和结构的碳纳米管。
二、碳纳米管的工作原理碳纳米管的工作原理主要涉及其独特的晶体结构和电子性质。
1. 晶体结构碳纳米管可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管两种结构。
单壁碳纳米管由一个个碳原子以六角形排列而成的六元环构成，可以卷成管状结构。
多壁碳纳米管由多个单壁碳纳米管套在一起形成，呈层状结构。
碳纳米管的晶体结构决定了它具有特殊的电子能带结构和导电性。
2. 电子性质碳纳米管的电子性质与其晶体结构密切相关。
由于碳原子的sp2杂化，使得碳纳米管的能带结构呈现出导电性。
根据不同的晶体结构和排列方式，碳纳米管可以是导电性或者半导体性。
在导电性碳纳米管中，电子可以自由传导，呈现出金属的导电特性。
而在半导体性碳纳米管中，电子的运动受到限制，可以通过调节外界电场或引入掺杂等手段来改变其导电性质。
碳纳米管生产工艺
碳纳米管生产工艺碳纳米管（Carbon nanotube，简称CNT）是由碳原子按照特定的排列方式组成的纳米材料，具有优异的力学、电学和热学性质，因而在纳米科技领域具有广泛的应用前景。
碳纳米管的生产工艺是指通过合成方法将碳原子组装成碳纳米管的过程。
目前，碳纳米管的生产工艺主要包括化学气相沉积法、电弧放电法和物理气相沉积法等几种方法。
化学气相沉积法是目前最常用的碳纳米管生产工艺之一。
该方法主要通过在高温下将碳源气体（如甲烷、乙烷等）和载气（如氢气）引入反应室中，通过催化金属（如铁、镍等）的作用，在催化剂表面上生长碳纳米管。
在反应过程中，碳源气体分解生成碳原子，然后碳原子在催化剂表面上重新组装形成碳纳米管。
最后，通过控制反应时间和温度等参数，可以调节碳纳米管的尺寸和形态。
电弧放电法是一种较早期的碳纳米管生产工艺。
该方法主要是通过在高温下将两个电极之间形成电弧放电，并在放电过程中使电极表面的碳原子蒸发，然后在冷凝的过程中形成碳纳米管。
电弧放电法能够得到高纯度的碳纳米管，但是产量较低，且生产过程中会产生大量的废弃物。
物理气相沉积法是一种将碳原子直接从气相沉积到基底上的生产工艺。
该方法主要是通过在高温下将碳源气体（如甲烷、乙烷等）引入反应室中，在反应室中形成碳原子的气相。
然后，将基底放置在反应室中，碳原子会在基底表面沉积形成碳纳米管。
物理气相沉积法可以得到高纯度的碳纳米管，且生产过程相对简单，但是产量较低。
除了上述几种主要的生产工艺外，还有一些其他的碳纳米管生产工艺，如溶胶-凝胶法、化学气相蒸镀法等。
这些方法各有特点，可以根据具体需求选择合适的生产工艺。
总的来说，碳纳米管的生产工艺是通过合成方法将碳原子组装成碳纳米管的过程。
不同的生产工艺有各自的优缺点，可以根据需要选择合适的方法。
随着技术的不断发展，碳纳米管的生产工艺也在不断改进，生产效率和质量得到了提高，为碳纳米管的应用提供了更好的基础。
未来，随着对碳纳米管的深入研究，生产工艺将进一步完善，为碳纳米管的应用开拓更广阔的前景。
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化工信息学论文题目：碳纳米管材料的合成方法研究学院（系）：环境与化学工程学院专业：化工精细学生姓名：XXX学号：XXXXXXXX碳纳米管材料的合成摘要：碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。
近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来。
碳纳米管，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。
碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。
层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2~20 nm。
根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。
关键字：碳纳米管合成Carbon Nanotubes Synthesis Application碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。
近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来。
碳纳米管，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。
碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。
层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2~20 nm。
根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。
其中螺旋型的碳纳米管具有手性，而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。
利用碳纳米管的性质可以制作出很多性能优异的复合材料。
例如用碳纳米管材料增强的塑料力学性能优良、导电性好、耐腐蚀、屏蔽无线电波。
使用水泥做基体的碳纳米管复合材料耐冲击性好、防静电、耐磨损、稳定性高，不易对环境造成影响。
碳纳米管增强陶瓷复合材料强度高，抗冲击性能好。
碳纳米管上由于存在五元环的缺陷，增强了反应活性，在高温和其他物质存在的条件下，碳纳米管容易在端面处打开，形成一个管子，极易被金属浸润、和金属形成金属基复合材料。
这样的材料强度高、模量高、耐高温、热膨胀系数小、抵抗热变性能强。
碳纳米管自1 991年发现以来，就因其独特的结构和异乎寻常的性能令世人瞩目。
超强的力学性能、优异的场发射性能、极高的储氢性能Ⅲ、潜在的化学性能等使该材料成为纳米材料和技术领域的研究热点。
所以，研究其经济，简单的合成方法尤为重要。
碳纳米管的合成技术主要有：电弧法、激光烧蚀(蒸发)法、催化裂解或催化化学气相沉积法(CCVD)，以及在各种合成技术基础上产生的定向控制生长法和新型合成方法等。
电弧是指上是一种气体放电现象，它是在在一定条件下，两电极间的气体空间导电，将电能转化成光能和热能的过程。
电弧法通常是在惰性气体保护下，相距几毫米的石墨在强电流的作用下产生电弧放电，阳极被消耗，同时在阴极表明形成沉积物。
沉积物中常伴有碳粒子、石墨碎片、无定形碳以及各种富勒烯等杂志。
通过改变实验参数、改进实验装置，可以提高碳纳米管的产率级管壁结构等。
如1999年，M．Ishigami等每石墨阳极插入含有液氮的反应室内，与作为阴极的短铜棒产生电弧放电，生成的碳纳米管沉积在桶的底部，改系统能够成功实验连续制备多壁碳纳米管。
Zha0等通过改变阳极、惰性气体气氛(He／CH4)等实验参数，值得了大量细而长的纳米碳管。
电弧法的缺点是在制备过程中副产物较多，难以实现工业化连续生产，且生产成本较高。
2、激光烧蚀(蒸发)法激光蒸发法是将一根金属催化剂／石墨混合的石墨靶放在一根石英管的中间位置，该石英管平放在加热炉内。
当炉温升至1473K时，马上通入惰性气体，同时将一束激光聚焦于石墨靶上面，将石墨靶中的石墨变成气态碳，随着气流这些气态碳和催化剂粒子进入低温区，在催化剂作用下生成碳纳米管。
1996年，A．Thess[22]改变实验条件，在1473K下，采用50ns的双脉冲激光照射含有Ni／Co作为催化剂的石墨靶，获得了高质量的单壁碳纳米管。
T．Guo等研究了催化剂的种类与单壁碳纳米管产率的关系，发现使用不同的催化剂，纳米碳管的产率会发生很大变化。
相对于电弧法，激光蒸发法具有能够规模生产，产率较高等优点，但同时，因为需要价格昂贵的激光器材，所以成本很高，限制了其规模生产。
3、催化裂解或催化化学气相沉积法(CCVD)化学气相沉积法(CVD)通过采用过渡金属(Fe、Co、Ni等)作为催化剂，在700．1200。
C的条件下，使碳源气体离解成的自由碳原子沉积在催化剂上形成碳纳米管的过程。
碳纳米管的生长受碳源、催化剂成分、生长温度等的影响。
1993年，Yacaman等首次报道了用Fe作为催化剂，乙炔作为碳还原，用化学气相沉积法成功合成出多壁碳纳米管。
199年．E．Smalley 等以CO做为碳源二茂铁作为催化剂，在800．1200℃和0．1.1MPa的反应条件下，成功合成出直径在O．7nm的高纯单壁碳纳米管。
李峰等以噻吩作为生长促进剂，二茂铁作为催化剂前躯体，以苯作为碳源，在温度为1100．1200。
C下成功合成出直径为1-3rim的单壁碳纳米管。
CVD法具有实验条件易于控制，产率高，成本低等优点，是最有希望能够大量合成纳米碳管的方法，而且通过控制催化剂的模式，可以得到定向阵列的纳米碳管。
溶剂热合成技术是最近发展起来的中低温液相制备纳米材料的新技术，在科学界引起了广泛的关注。
我国中科院院士钱逸泰所领导的小组在溶剂热合成碳纳米管方面取得了卓越的成绩。
比如蒋阳等以Ni／Co作为催化剂，金属钾作为还原剂，六氯代苯作为碳源，在350℃制得了碳纳米管。
刘建伟等采用金属镁作为还原剂，乙醇最为碳源，在600℃制备出纳米碳管，产率高达80％。
王新军以金属钠作为还原剂，以四氯乙烯作为碳源，在Fe／Au的催化下低温200℃制备出碳纳米管，同时也提出了纳米碳管生长的螺旋卷曲机理。
邵名望等人用Fe2(C0)9作为催化剂前躯体，以丙二酸和五氧化二磷在180。
C下反应生成的碳氧化合物作为碳源，成功的制备出了多壁碳纳米管。
娄正松等[用碱金属和硼氢化钠作为还原剂，以C02和MgC03作为碳源，成功合成出不同形貌的碳纳米管。
溶剂热法是环境友好的纳米碳管的制备方法，成本低，效率高，不需要苛刻的反应条件，随着研究的深入，相信溶剂热法在合成碳纳米管领域以至于整个纳米领域发挥着越来越重要的作用。
近年来，碳纳米管的合成出现的新技术包括：1、电化学法电化学法制备碳纳米粒子，一般用导电的碳素材料作为工作电极，在～定的电流或电压下，通过电解液使阳极发生氧化，并且从工作电极上剥落下细小的碳纳米颗粒。
2007年，Zhou等首次提出了用电化学氧化多壁碳纳米管的方法合成碳纳米粒子，该法以四丁铵高氯酸盐(TBAP)的乙腈溶液为支持电解质，多壁碳纳米管(借助化学气相沉积法生长在碳膜上)为工作电极，铂丝为对电极，Ag／AgCl04为参比电极，通过三电极体系循环伏安法处理工作电极，从多壁碳纳米管上剥落下来能够发射蓝色荧光的碳纳米粒子。
陔方法的缺点是整个制备过程是在有机溶剂中进行的，并且相对复杂，不适合大规模制备碳纳米粒子。
为建立在水溶液中制备碳纳米粒子的方法，Zhao等提出以NaH2P04溶液为支持电解质，石墨棒为工作电极，铂丝为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，通过电化学法氧化水溶液中的石墨，得到了两种分别以发射蓝色和黄色荧光的碳纳米粒子，它们的发射波长不随着激发波长的改变而发生变化，即激发和发射波长不可调控。
该方法是在水溶液中合成的，所以相对绿色坏保。
不仅如此，陔法得到的碳纳米粒子还有荧光半峰宽较窄的优点。
但是该法所合成的碳纳米粒子的荧光量子产率仪为1，2％，并且其荧光发射波长可调控，这也是实验的不足之处。
接着，2009年，Zheng等进一步发展了这一方法，通过电化学氧化石墨棒电极的方法同样获得了蓝色荧光碳纳米粒子。
Bao等1241以四T铵高氯酸盐(TBAP)作为支持电解质，碳纤维作为碳源，用电化学刻蚀的方法制备出了荧光碳纳米粒子。
研究结果表明，碳纳米粒子的粒径随着反应电势的增加而逐渐减小，荧光性能与其表面的氧化程度有关，并且随着表面的氧化程度增加，碳纳米粒子的荧光发射峰位逐渐发生红移。
电化学法操作简单、可重复性强，但需要注意的是电解液的选择比较重要，不足之处是长时间放置后容易发生团聚，进而使荧光强度降低。
碳纳米粒子的制备可以通过改变电解液和电极间的电势差来调控，电化学发光测试则进一步说明表面态的存在。
2、模板法有机物在高温处理过程中，形成的碳纳米颗粒易发生团聚，引入模板可以有效阻止团聚从而控制碳纳米粒子的粒径。
多孔性的模板可以用来制备碳纳米粒子。
Bourlinos等用NaY沸石作为模板，通过离子交换，2,4．二氨基苯酚二盐酸盐与沸石表面结合，经热解反应后在形成碳纳米粒子(因交换的阳离子很大无法进入沸石内部)，沸石的结构和交换性质不变。
然后使用大量氢氟酸蚀刻沸石，即可得到粒径大小为4．6 ilm的荧光碳纳米粒子。
通过不同的途径，Liu等以可溶性酚醛树脂为碳源，两性三嵌段共聚物F127功能化的二硅微球为载体，二者发生聚合，产物经热解反应后，用氢氧化钠除去载体，将碳纳米颗粒释放出来，再经酸处理和表面钝化便得到水溶性的多色碳纳米粒子。
该方法的关键是引入聚合物修饰的二氧化硅微球作为模板，它的优势是可以作为碳源在溶液中聚合的核，使碳源在其表面发生聚合，不仅如此，它还可以避免碳纳米颗粒在高温裂解过程中发生团聚。
虽然这种合成方法可以在水溶液中进行，设备简单，得到的碳纳米。
粒子的荧光量子产率较高(14．7％)，粒径分布均匀、水溶性好，但缺点是该方法操作步骤比较复杂繁琐。
Zong等提出了利用微反应器中的限域反应原理来制备碳纳米粒子的方法。
以介孔氧化硅球(MS)为模板，柠檬酸为碳源，将MS浸泡在柠檬酸溶液后，煅烧得到的CDs／MS复合物经氢氧化钠蚀刻除去模板后，碳纳米粒子释放出来。
该种方法的优势是无需进一步的修饰即可得到具有良好单分散性、光学稳定性和荧光性能的粒径为1．5．2．5nln的碳纳米粒子，且荧光量子产率高达23％，并且表现出极好的光上转换性能。
模板法可以阻止碳纳米粒子在高温处理过程中发生团聚，从而可以控制合成碳纳米粒子的粒径大小。
同时在各种模板上合成碳纳米粒子可以起到固定产物的作用，但是通常在使用强酸或强碱去除模板的过程中会影响碳纳米粒子的粒径和荧光性能，因此有待改进。
3、高温热解／煅烧有机物法高温热解／煅烧有机物法主要以低熔点的有机物，以及天然气、蜡烛等燃烧后得到的大粒径碳颗粒作为碳源，利用有机物在高温下热解碳化形成碳纳米粒子。
所合成的碳纳米粒子荧光量子产率较为理想，而且合成原料丰富、成本低，制备过程简便。
缺点就是制备出的碳纳米粒子多为油溶性，粒径分布不均匀，且表面特殊的功能基团也相对较少，这就限制了碳纳米粒子在生物成像和生化分析检测等方面的应用。