资源描述：
《新型纳米材料_纳米碳管.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第16卷第2期材料科学与工程总第62期Vo1116No12MaterialsScience&EngineeringJune1998新型纳米材料——纳米碳管董树荣张孝彬涂江平王春生刘茂森浙江大学杭州310027【摘要】纳米碳管是一种新型的纳米材料,其独特的分子结构和性能引起了人们的广泛关注。本文从材料科学的角度简要介绍了纳米碳管的发现、发展、制备方法、分子结构以及在材料领域的广泛应用和重大意义。【关键词】纳米碳管纳米材料应用ANewTypeNanometreMaterial——CarbonNanotubeDo
2、ngShurong,ZhangXiaobin,TuJiangping,WangChunsheng,LiuMaosenZhejiangUniversityHangzhou310027【Abstract】Regardedcarbonnanotubeasanewnanometrematerial,Ithasbeenpaidwidelyattentionbecauseofitsdistinctivemoleculestructureandperformance.Fromtheviewofmaterialscienc
3、ethispaperbrieflydescribeditsdiscovery,preparationmethod,moleculestructureandpotentialapplicationandsignifi2cantvalueinvolvedinthefieldofmaterialscience.【Keywords】CarbonnanotubeNanometrematerialApplication[4][5]maS.、BethuneD.等人以Fe、Co为催化剂进行一纳米碳管的发现电弧反应,生长出了
4、单层、半径1nm的碳管,S.[6]Amelinckx等采用金属催化热分解碳氢化合物碳元素作为自然界最普遍的元素之一,以其特法,制备出了螺旋状的纳米碳管。IvanovV.等[7]用有的成键轨道,形成了丰富多彩的碳的家族。一直以这一方法长出了长达50Lm的纳米碳管等。纳米碳来人们认为自然界只存在三种碳的同素异形体:金刚石、石墨、无定形碳。1985年Kroto,Smalley等人[1]发现幻数为60的笼状C60分子,其60个碳原子分别位于由20个六边形环与12个五边形环组成足球状多面体的顶点上;1990年Krat
5、schmerW.用石墨[2]电极电弧放电首次宏观量地合成了C60,其后,球形或椭球形的C70、C76、C78、C82、C84等又被相继发现,标志着碳的同素异形体的又一大家族富勒烯的[3]兴起。1991日本NEC的Iijima用真空电弧蒸发石墨电极,并对产物作高分辨透射电镜(HREM),发现了具有纳米尺寸的碳的多层管状物——纳米碳管,国内学者常称之为巴基管(见图1)。巴基管的发现图1巴基管模型及HREM照片掀起了续C60后富勒烯的又一次研究高潮。此后Iiji2·19·[10]管以它独特的一维管状分子结构开辟了
6、纳米材料的北大学用改变阳极直径、保护气氛等反应条件的新领域,人们对于它的研究正方兴未艾。方法,将产量提高到含纳米碳管30%,使得研究纳米碳管的结构和性能成为可能。但直接用石墨电极二纳米碳管的分子结构和性能制备的阴极沉积物中既存在纳米碳管,也有纳米碳颗粒、无定形碳、石墨等杂质,纳米碳管的产量不高,[8]什么是纳米碳管?ThomasW.定义是:由单而且分离困难。用加入催化剂择优催化生成纳米碳层或多层石墨片卷曲而成的无缝纳米级管。每片纳管反应的方法,可以降低反应温度并减少融合物。I22[4][5][11]米管是一
7、个碳原子通过SP杂化与周围三个碳原子ijimaS.、BethuneD.、linX.等人以Fe、Co、完全键合而成的、由六边形平面组成的圆柱面;其平Ni为催化剂进行电弧反应,生长出了高产率的纳米面六角晶胞边长为2146A°,最短的碳2碳键长碳管,内含半径约1nm的单层碳管;SupapanS.[12]1142A°,接近原子堆垛距离(1139A°)。多层纳米碳等将Ni、Pt、Pa金属粉末与丙醇调和塞入石墨阴管的层间接近ABAB⋯堆垛,片间距一般为极进行电弧反应,发现用不同催化剂可以长出不同0134A°,与石墨片间
8、距基本相当。各单层管的顶端形态的纳米碳管;IijimaS.等对不同金属如Fe、Co、由五边形或七边形参与封闭。由于其直径接近富勒Ni、Ti、Y、La、Si、Pa、Pt等的催化效果进行比较,发[13][9]烯而长度很长(可达Lm级),也可将它看作拉长的现Fe、Co、Ni的催化效果最明显;TEM观察发富勒烯。用电弧法制备的纳米碳管外径一般为20—现碳管长度不长且层数少,并由一些子束组成大束,[9]30nm,内径为1—
