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。
新型碳材料的研究与制备进展
新型碳材料的研究与制备进展碳素是一种非常重要的天然元素,它的形态众多,而其中一种新型碳材料——石墨烯,被誉为“21世纪的材料之王”。
在石墨烯之外,还有许多新型碳材料值得我们关注和研究。
本文将针对新型碳材料的研究与制备进展进行探讨。
一、碳纳米管碳纳米管是一种碳基材料,以纳米级别的直径和非常高的长度-直径比例为特征。
由于其独特的性质,比如高强度、轻质、导电性和热传导性,碳纳米管在多个领域得到了广泛应用,如能源、纳米电子学、生物医学和纳米材料等。
目前,碳纳米管的制备方法主要有化学气相沉积、电弧放电、激光热凝聚和化学还原等。
二、纳米多孔碳材料另一种新型碳材料是纳米多孔碳材料。
这种材料中的碳素分布在高度互连的小孔之间,具有极高的孔隙度和表面积。
由于此类材料具有具有很好的化学稳定性、催化活性和吸附分离能力,其在催化、电化学能量存储和分离纯化等领域有着潜在的应用价值。
目前的纳米多孔碳材料制备方法主要有溶胶-凝胶法、聚合物泡沫模板法、硬模板法和软模板法等。
三、薄层碳材料薄层碳材料是一种非常薄的碳材料,通常厚度在纳米级别以下。
由于其独特的性质,如良好的导电性和透明性,这种材料在多个领域得到了广泛应用,如透明电极、薄膜太阳能电池、柔性电子学和传感器等。
目前,薄层碳材料的制备方法主要有机械剥离法、化学气相沉积法和物理气相沉积法等。
四、石墨烯石墨烯是由一层碳原子构成的二维结构。
由于其独特的物理和化学性质,石墨烯在多个领域受到越来越多的关注,如能源储存、生物医学和电子学等。
目前,石墨烯的制备方法主要有化学气相沉积法、机械剥离法和还原氧化石墨烯法等。
总之,随着时间的推移,新型碳材料的研究和制备进展迅速,越来越多的新型碳材料被发现和应用。
这些具有特殊结构和独特性能的新型碳材料受到广泛关注,也为我们的未来提供了更多的可能性。
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。
谢谢观看
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。
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。
碳纳米管的发展历程
碳纳米管的发展历程碳纳米管是一种具有独特结构和性质的一维纳米材料,具有强度高、导电性好等优点,在材料科学领域有着广泛的应用前景。
下面我们来看一下碳纳米管的发展历程。
碳纳米管的发展可以追溯到20世纪50年代,当时发现了石墨层间薄片的存在,人们开始研究石墨层间薄片的结构和性质。
到了20世纪80年代初,日本学者今织利一郎在石墨层间薄片中发现了一个神秘的圆筒状结构,该结构由一个或多个碳原子层组成,即碳纳米管。
随后,研究者们开始对碳纳米管进行更深入的研究。
在1991年,日本学者廣瀬真年成功合成了多壁碳纳米管,并通过扫描电子显微镜观察到了碳纳米管内部的结构。
这一发现使碳纳米管的研究进入了一个新的阶段。
接下来的几年里,随着制备技术的不断改进,单壁碳纳米管被成功合成。
1993年,日本兵庫县立大学的学者佐藤元成和草地哲也等人在碳纳米管的制备中采用了电弧放电方法,成功地制备出了单壁碳纳米管。
这一重大突破奠定了碳纳米管研究的基础。
20世纪90年代末,美国学者段云等人成功地采用化学汽相沉积法大规模制备了单壁碳纳米管,并进一步实现了对单壁碳纳米管的纯化和分离。
这一成果大大推动了碳纳米管的研究和应用。
近年来,随着碳纳米管技术的不断发展,制备方法也得到了不断改进。
传统的碳纳米管制备方法包括电弧放电法、化学汽相沉积法和化学气液固相法等。
此外,还出现了一些新的制备方法,例如水热法、微波法和激光解析法等。
这些新的制备方法可以在更低的温度和压力条件下制备碳纳米管,提高了碳纳米管的合成效率和质量。
目前,碳纳米管已经广泛应用于多个领域,例如电子器件、能源存储和传输、生物医学和纳米材料等。
在电子器件领域,碳纳米管作为一种优秀的导电材料,在场效应晶体管、场发射显示器和纳米电子器件等方面有着广阔的应用前景。
在能源存储和传输领域,碳纳米管可以用于制备高性能的电池、超级电容器和燃料电池等。
此外,碳纳米管还可以用于制备生物传感器和药物传递系统,具有重要的生物医学应用潜力。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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。
此种方法生长的碳纳米管不会缠绕在一起, 易于分散。
近年来,有些研究组鉴于碳纳米管制备方法的不连续性,进行了连续制备碳纳米管的研究, 在催化裂解方法的基础上改进,得到一种新方法,即催化裂解无基体法。
此种方法与原有的有机物催化裂解法的主要区别是没有催化剂载体以及催化剂的制备工艺,催化剂前驱体(二茂铁等)在载气的带动下进入反应炉;产品能够连续取出,为连续制备创造了实验条件;配有气体涡流装置。
该方法可连续制备碳纳米管,而且制备出的碳纳米管质量较好,管径可得到有效控制,多是直管且平行成束,催化剂颗粒及其它杂质较少。
3.激光蒸发法其原理是利用激光束照射至含有金属的石墨靶上,将其蒸发,同时结合一定的反应气体,在基底和反应腔壁上沉积出碳纳米管。
Smalley【7】等制备C60时,在电极中加入一定量的催化剂,得到了单壁碳纳米管。
Thess【8】等改进实验条件,采用该方法首次得到相对较大数量的单壁碳纳米管。
实验在1 473 K条件下,采用50ns的双脉冲激光照射含Ni/Co催化剂颗粒的石墨靶,获得高质量的单壁碳纳米管管束。
这种方法易于连续生产,但制备出的碳纳米管的纯度低,易缠结,且需要昂贵的激光器,耗费大。
4.低温固态热解法低温固态热解法是通过制备中间体来生产碳纳米管的。
首先制备出亚稳定状态的纳米级氮化碳硅(Si-C-N)陶瓷中间体,然后将此纳米陶瓷中间体放在氮化硼坩埚中,在石墨电阻炉中加热分解,同时通入氮气作为保护性气体,大约加热1h左右,纳米中间体粉末开始热解碳原子向表面迁移。
表层热解产物中可获得高比例的碳纳米管和大量的高硅氮化硅粉末。
低温固态热解法工艺的最大优点在于有可能实现重复生产,从而有利于碳纳米管的大规模生产。
5.热解聚合物法该方法通过高温分解碳氢化合物来制备碳纳米管。
用乙炔或苯化学热解有机金属原始反应物制备出碳纳米管。
Cho【9】等通过把柠檬酸和甘醇聚酯化作用得到的聚合物在400℃空气气氛下热处理8h,然后冷却到室温,得到了碳纳米管。
在420~450℃下在H2气氛下,用金属Ni 作为催化剂,热解粒状的聚乙烯,合成了碳纳米管【10】。
Sen【11】等在900℃下,Ar和H2气氛下热解二茂铁、二茂镍、二茂钴,也得到了碳纳米管。
这些金属化合物热解后不仅提供了碳源,而且同时也提供了催化剂颗粒,它的生长机制跟催化裂解法相似。
6.离子(电子束)辐射法在真空炉中,通过离子或电子放电蒸发碳,在冷凝器上收集沉淀物,其中包含碳纳米管和其他结构的碳。
Chernazatonskii[12]等通过电子束蒸发覆在基体上的石墨合成了直径为10~20nm的向同一方向排列的碳纳米管。
Yamamoto等在高真空环境下用氩离子束对非晶碳进行辐照得到了管壁有10~15nm厚的碳纳米管[13]。
7.火焰法该方法是利用甲烷和少量的氧燃烧产生的热量作为加热源。
在炉温达到600~1300℃时, 导入碳氢化合物和催化剂。
该方法制备的碳纳米管结晶度低,并存在大量非晶碳。
但目前对火焰法纳米结构的生长机理还没有很明确的解释。
Richter[14]等人在乙炔、氧、氩气的混合气体燃烧后的碳黑里发现了附着大量非晶碳的单层碳纳米管。
Daschowdhury[15]等通过对苯、乙炔、乙烯和含氧气的混合物燃烧后的碳黑检测,发现了纳米级的球状、管状物。
8.太阳能法聚焦太阳光至一坩埚中,使温度上升到3000K,在此高温下,石墨和金属催化剂混合物蒸发,冷凝后生成碳纳米管。
这种方法早期用于生产巴基球,1996年开始用于碳纳米管的生产。
Laplaze 等[16]利用太阳能合成了多壁碳纳米管和但壁碳纳米管组成的绳。
9.电解法电解法制备碳纳米管是一种新颖的技术。
该方法采用石墨电极(电解槽为阳极),在约600℃的温度及空气或氩气等保护性气氛中,以一定的电压和电流电解熔融的卤化碱盐(如LiCl),电解生成了形式多样的碳纳米材料,包括包裹或未包裹的碳纳米管和碳纳米颗粒等,通过改变电解的工艺条件可控制生成碳纳米材料的形式。
Andrei等发现在乙炔/液氨溶液中,在n型(100)硅电极上电解可直接生长碳纳米管。
Hus 【17】等人以熔融碱金属卤化物为电解液,以石墨为电极,在氩气氛围中电解合成了碳纳米管和葱状结构。
黄辉【18】等以LiCl 、LiCl+SnCl2等为熔盐电解质,采用电解石墨的方法成功制备了碳纳米管和纳米线。
10.其它方法Stevens【19】等在50℃的低温下,通过铯与纳米孔状无定形碳的放热反应自发形成碳纳米管。
俄罗斯的Chemozatonskii【20】等在检测用粉末冶金法制备的合金Fe2Ni2C、Ni2Fe2C、Fe2Ni2Co2C 的微孔洞中发现了富勒烯和单层碳纳米管。
日本的Kyotani【21】等采用“模型碳化”的方法,用具有纳米级沟槽的阳极氧化铝为模型,在800℃下热解丙烯,让热解炭沉积在沟槽的壁上,然后再用氢氟酸除去阳极氧化铝膜,得到了两端开口而且中空的碳纳米管。
Matveev 等【22】在233K用乙炔的液氮溶液通过电化学方法合成碳纳米管,这是迄今为止生产碳纳米管所报道的最低温度。
结论现在对碳纳米管的制备研究较多,但碳纳米管的制备方法和制备工艺中仍存在许多问题有待解决。
例如,某些制备方法得到的碳纳米管生长机理还不明确,影响碳纳米管的产量、质量及产率的因素也不清楚。
另外,目前,无论哪一种方法制备得到的碳纳米管都存在杂质高、产率低等缺点。
这些都是制约碳纳米管研究和应用的关键因素。
如何能得到高纯度、高比表面积和长度、螺旋角等可控的碳纳米管,还有待研究和解决。
【1】G.B.Adams,O.F.Sankey,J.B.Page,et al.[J].Science,1992,256:1792【2】Journet C.Maser W K,Bernier P,el rge scale produced of single walled carbon nanotubes by the electric are technique [J].Nature,1997,388:756【3】Colbert D T,Zhang J,McClure S M,et al.Growth and sintering of fullere nanotubes[J].Science,1994,266:1218【4】聂海瑜碳纳米管的制备,塑料工业,2004,32(10)【5】Hernadi K,Fonseca A,Nagy J B,et al.Appl Catal A:Ceneral,2000,199(2):245 【6】Ren Z F,Huang Z P,Xu J W,et al1Science,1998,282:1105【7】成会明纳米管—制备、结构、物性及应用,北京:化学工业出版社,2002【8】T hessA,LeeR,NikolaevP,et al1Science,1996,273:483【9】Cho W S,Hamada E,Kondo Y1Appl Phys Lett,1996,69:278【10】 Kukovitskii E F,Chernozatonskii L A,Lvov S G,et al.Chem Phys Lett,1997,266 (324):323【11】Sen R,Govindaraj A,Rao C N R1Chem Phys Lett,1997,267(324):323【12】Chernozatonskii L A,Kosakovskajaz I J,Fedorov E A,etal1Phys Lett A, 1995,197(1):40【13】Yamamoto K,Koga Y,Fujiwara S,et al1Appl Phys Lett ,1996,69(27):4174 【14】Richter H,HemadiK, CaudanoR,et al1Carbon,1996,34(3):427【15】Daschowdhury K,Howard J B,Vandersande J B1J Mater Res,1996,11(2):341 【16】Laplaze D,Bernier P,Maser W K,et al1Carbon,1998,36:685【17】Hsu W K,Terrones M,Hare J P,et al1Chem Phys Lett,1996,262(122):161【18】黄辉, 张文魁, 马淳安等.化学物理学报,2003,16(2):131【19】Stevens M G,Subramongey S,Foley H C1Chem Phys Lett1,1998,292:352【20】Chemozationskii L A,Valchuk V P,Kiselev N A,etal1Carbon,1997,35(6):749 【21】Kyotani T, Tsai L F,Tomita A1Chem Mater,1996,8(8):2109【22】Matveev A T,Goldberg D,Novikov V P,et al1Carbon,2001,39:155。