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1、材料导报年月第卷第期氮化硼纳米管的制备及其最新进展何军舫范月英李峰刘敏成会明中,国科学院金属研究所沈阳市,介目前摘要综述了获化翎纳来管的研究现状及其最新进展绍了普遴采用的几种制备纳来管的工艺方法及相关的生长机制。同时若重分析比较了用不同制备方法获得的纳来管的端幅结构。关镇词氮化硼纳米管制备结构一,,,一,,,务。引言下面简略介绍目前普遍采用的儿种制备纳米管的工纳米碳管的发现和合成激起了人们极大的兴趣,因为它艺方法及相关的生长机制。比更易制备,。,碳纳米管应用前景更为广阔理论研究发现飞电弧法,作为坚韧的纳米增强纤维可用于工程材料的增
2、强碳纳米管电弧法是最早用于制备碳纳米管的工艺方法川,后经、、、用作一维量子导线半导体材料催化剂载体分子吸收剂等川等优化工艺,每次可制得克量级的碳纳米管,已是都具有很大的应用潜力。但由于碳的化学性能活泼,受热易氧目前碳纳米管制备中广泛应用的方法但将此工艺用于制备,、化其电学性能对管径螺旋特性和管壁数等结构因素的变化纳米管时,由于纯是绝缘体,不能单独用来作电极。研,过于敏感在目前尚无法从工艺上精确控制其结构因素的情究人员就采用外包、等高熔点金属管的办法来解,。况下在一定程度上增加了实用化的难度基于氮化硼和碳在阵‘〕。决用此方法制备出的
3、纳米管大部分管端部都有尺寸·,’’」于年从理论上提结构上的相似性等出了氮、。,与管外径相近的颗粒或他们认为这些顺粒化硼纳米管存在的可能性电子结构计算表明纳米。,,对管的生长起了重要的催化作用并提出了相应的催化形核管的电学性能比碳纳米管更均匀加上其化学惰性使其在高,。与生长机理首先非晶在金属颖粒表面聚集并进入其表温环境及半导体器件方面要比纳米碳管更接近实用一一。层形成固溶体然后和原子在金属内有效地进目前已有一些研究小组进行了纳米管的实验制备和行迁移,当满,,。足一定的热动力学条件后就会偏析出层状理论研究并取得了一些成绩本文综述了纳米
4、管研究的。,,。晶由于层问作用力较弱当多层形成一定厚度后在一最新进展些高曲率,,。区外层可从内层撕开直接向外生长而形成管后来等〔’丁通过改进采。氮化硼纳米管的制备及生长机制用两根的热压,,,纳米管的制备是以其性能研究与应用为前提的。能作电极在大于的氮气氛下起弧冷,、、却后在阳极的沉积物中观察到了纯纳米管大部分管端够获得一定数量管径均匀具有较高纯度和结构缺陷少的,,,,是其性能及应用研究的基础,而大批量、自然封闭无任何颗粒且层数较少并首次获得了单壁纳米管廉价的,。合成工艺也是纳米管能实际应用的保证。因此,对管纳米管为研究纳米管的结构
5、和性能提供了条件不过他,制备工艺研究具有重要的意义。们对其生长机理并没有给出明确的解释也没有确定是。纳米管的生长机制一直是人们比较感兴趣的问题。否起催化作用,不同的研究者提,在电弧法合成纳米管的方法卜工艺参数的改变同出了很多关于纳米管的生长机制建立,了不同的物理模型。因为这一问题的正确解决直接影响着纳样会影响管的产率和质量目前选用的参数一般在以卜,,。一,范围电流一电压一气氛压力有的高达米管的制备般认为纳米管生长机理的研究必须以理火,。,起,小解其制备工艺条件为前提另外通过不同工艺条件下纳有的低于弧时间从到。,口米管的,等除了外还
6、有的用作保护气氛生长机制存在的相似性的比较找出纳米管生长的本质性问题,应是在此领域内的研究者的一项很重要的任高温固一气催化反应法氮化硼纳米管的制备及其最新进展何军舫等受催化裂解法制备碳纤维及纳米管方法的启发,理过程中,从无序的纳米组织中生长出自由能最低的,、。。等川在类似的装置上采用过渡金属硼化物等单原子层这些二维。层就是纳米管的前驱体它们作催化剂反应气体为或。在℃下保温一定时间长到一定厚度后,卷曲成管状。温度越高管越厚越长后,发现有管从催化剂颗粒表面长,出但又长又粗长度,,端帽结构为一产直径为一且在管的中部有纳米微。。纳米管的端
7、部结构不仅对其实际应用有很重要的作粒这与碳管中常见的颗粒在管端部有所区别另外与催化裂,。解,这里的催化剂用」对它的研究也有助于我们理解纳米管的生长机理从法制备碳纳米管工艺还有一点不同之处是,同时还作为硼源,因此其形核生长机理也有所,最近的一些有关纳米管的文献报道中可以发现其形貌区别认,,“”“”。与碳纳米管有很大不同其端部结构更是多种多样有封闭为是反应一析出机理碳管是溶解一析出机理川··。‘,,,〕,,”’“。的有开口的封闭时有平顶的压,有锥状范月英等用加热分解出的作为氮源成功···’’。’。,。”」」「”川两种地获得更细的纳米管
8、长度直径的锥状顶又有对称和不对称而用电弧法,。,制取的碳纳米管其端部一般都以锥状封闭平均顶角为管端和管心都有颗粒发现当温度提高到时管变。,’、,。,目前一致认为这是由于在六元环组成的蜂窝状碳网弓粗变长。可见管径不仅与催化剂颗·。,。,’。”粒的直径
