纳米纸之碳纳米纸

纳米碳纤维纸
纳米碳纤维是一维结构的纳米碳材料。其 直径在纳米级到微米级范围, 长度为微米级 到毫米级, 长径比在100以上。
3种碳纳米纸的比较
碳纳米纸的制备方法
催化化学气相沉积法
悬 浮 液 过 滤法
制 备 原 理 是: 以小分子碳 氢化合物为原料, 在高温催 化的条件下连续反应, 生成 具有石墨或碳纳米管结构
料、力学材料、化学功能材料等。
（3）根据材料的应用性进行分类
（3）按照功能材料的应用领域分类。 按照功能材料应用的技术领域进行分类，
分为电子材料、军工材料、核材料、信 息工业用材料、能源材料、医学材料等。
主要可分为信息材料、电子材料、电工材 料、电讯材料、计算机材料、传感材料、 仪器仪表材料、能源材料、航空航天材料、
➢ 碳纳米纸( carbonnanopaper或 buckypaper )是以石墨 /石墨烯、 纳米碳纤维或碳 纳米管等碳基纳米 材料 制备的一种成份单 一、 性能良好的新型纳米纸, 其含义类似于薄 膜。
初识碳纳米纸
碳纳米纸是一种综合性能良好、 应 用前景广阔的碳基功能材料。
碳纳米纸的分类
根据制备原料的不同, 碳纳米纸可以进一步分成3类: ( 1 )石墨/石墨烯及其氧化物或衍生物为原材料制备 石墨基碳纳米纸; ( 2 )以碳纳米管 (单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多 壁碳纳米管等)为原材料制备碳纳米管纸; ( 3 )以纳米碳纤维为原材料制备纳米碳纤维纸。
其他的功能特性。
——摘自《现代功能材料及其应用》
功能材料的分类
（1）根据材料的物质性进行分类
功能材料本身的范围还没有公认的严格ຫໍສະໝຸດ Baidu
的界定，所以对它的分类就很难有统一 的认识。比较常见的分类方法有：
①金属功能材料②无机非金属功能材料③ 有机功能材料④复合功能材料
（2）根据材料的功能性进行分类
（1）按照材料的化学键分类。分为功 能性金属材料、功能性无机非金属材料、
Materials）或精细材料（Fine
力学、化学、生物学功能及
Materials）。功能材料涉及面广， 其相互转化的功能，被用于 具体包括光、电功能，磁功能，分 非结构目的的高技术材料。
离功能，形状记忆功能等等。这类
材料相对于通常的结构材料而言， ——摘自《新型功能材料》
一般除了具有机械特性外，还具有
——选自《功能材料学概论》 生物医用材料。
——《新型功能材料》
通过上面的介绍，大家初步认识功能材料后，会不会感
觉知识用时方恨少呢？
下面就请允许我及我小组的同学带领大家认识一种科技前沿的新型 功能材料。
新型碳纳米纸国内外研究进展
——选自《功能材料》2014年第二期
纳米纸定义
从广义上讲, 纳米纸是指利用一些纳米材料(如纳 米晶体、纳米微粒或纳米纤维等) 通过一定的技 术手段直接制备或与其它材料复合制备的一种宏 观上呈薄膜或薄板状的二维片层材料。
膜材料是材料领域中极为重要的一类 功能材料。 碳纳米纸既拥有碳材料的优良性能,又 兼具膜材料的结构,因此常被 当作一 种膜材料来使用。
✓ 电子组件
碳纳米纸的物理化学性能优于一般的 材料,常被用作电子组件。
✓ 复合材料增强体
碳纳米纸是由纳米碳材料铺叠成的薄 膜,其机械强度和力学性能不发生变化, 而且尺寸可以随着制作工艺的要求改 变,在复合材料中可以有效避免团聚现 象。
碳纳米管纸
碳纳米管具有典型的层状中空结构, 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) 的一维量子 材料。它主要是由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十 层的同轴圆管。
➢由碳纳米管制备的碳纳米纸的性能更加突 出, 兼具碳 纳 米 管 的 力 学 性 能 和 物 理 化学性能外, 与聚合物形成复合材料过程中 不会发生团聚现象。
按照材料的物理化学功能进行分类，例如， 按材料的主要使用性能大致可分为9大类型： ①电学功能材料②磁学功能材料③光学功
功能性有机材料和功能性复合材料。
能材料④声学功能材料⑤力学功能材料⑥
（2）按照材料物理性质分类。分为磁 热学功能材料⑦化学功能材料⑧生物医学 性材料、电性材料、光学材料、声学材 功能材料⑨核功能材料
石墨 / 石墨烯类碳纳米纸
石墨是由一层层蜂窝状有序排列的平面碳 原子堆叠而成。
石墨烯 则 是一个碳原子厚度的石墨单片层, 即石墨烯是石墨的结构单元。
石墨/石墨烯具有优良的导电和导热性能, 其 氧 化 物 中 由 于 含 氧 官 能 团 的 存在更 易于通过化学改性来进行功能化处理, 因此 石墨 /石墨烯及其氧化物常被用于制备多功 能的碳纳米纸。
发展展望
小结
1、了解功能材料定义、分类； 2、了解纳米纸定义、分类； 3、掌握碳纳米纸的分类、制备方法和应用， 了解碳纳米纸的发展前景。
功能材料
小组成员：许峰 林强 石先山 主讲人：石先山
功能材料定义
功能材料是指通过光、电、磁、热、 化学、生化等作用后具有特定功能 的材料。在国外，常将这类材料称
功能材料根据材料的特性特 征和用途，可以将功能材料
为功能材料（Functional Mater 定义为：具有优良的电学、
-ials）、特种材料（Speciality 磁学、光学、热学、声学、
的纳米碳材料, 得到的纳米 碳材料连续不断地沉积在
接收平板上, 待反应结束 即得到致密的碳纳米纸。
该方法是将稳定的纳米碳材料悬浮液通过 分散、过滤和热干燥处理等过程来进行的。
碳纳米纸的应用
✓ 电池及超级电容器
碳纳米纸因其化学稳定性高、导电性 能好等优点成为制备高性能电池的目 标材料。
✓ 化学过滤膜
纳米纸的分类
根据所选原料不同, 纳米纸可以分为有机 - 无机复 合纳米纸、 纤维素纳米纸 以及碳纳米纸 3大类。
➢ 有机- 无机 复 合 纳 米纸是 将纳米级 的粘 土、 蛭石、 云母 或Si O2微 粒等与 基体材 料复 合制 得的 一种纳米纸。
➢ 纤维素 纳 米纸主 要是利 用纤 维素 及其衍生物制得的一种 纳米纸。