碳納米管的價格 碳納米管的研究進(jìn)展

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1、碳納米管的價格碳納米管的研究進(jìn)展導(dǎo)讀：就愛閱讀網(wǎng)友為您分享以下“碳納米管的研究進(jìn)展”資訊，希望對您有所幫助，感謝您對92to.com的支持!碳納米管制備方法的研究進(jìn)展碳納米管是一種具有獨特結(jié)構(gòu)的一維量子材料，由石墨碳原子層卷曲而成。由于擁有潛在的優(yōu)越性能，碳納米管無論在物理、化學(xué)還是在材料學(xué)領(lǐng)域都將有重大發(fā)展前景。近年來，美國、日本、德國和中國等國家相繼成立了納米材料研究機構(gòu)，碳納米管的研究進(jìn)展隨之加快，并在制備方面取得了突破性進(jìn)展。1.10電弧法石墨電弧法是最早的、最典型的碳納米管合成方法。其原理為電

2、弧室充惰性氣體保護(hù)，【】兩石墨棒電極靠近，拉起電弧，再拉開，以保持電弧穩(wěn)定1。放電過程中陽極溫度相對陰【】極較高，所以陽極石墨棒不斷被消耗，同時在石墨陰極上沉積出含有碳納米管的產(chǎn)物2.。由于電弧放電劇烈，難以控制進(jìn)程和產(chǎn)物，合成物中有碳納米顆粒、無定形炭或石墨碎片等雜質(zhì)，雜質(zhì)很難分離。所以研究者在優(yōu)化電弧法制取碳納米管方面做了大量的工作。為減少【】相互纏繞的碳納米管在陰極上的燒結(jié)，D.T.Collbert3將將石墨陰極與水冷銅陰極座連接，【】大大減少了碳納米管的缺陷。C.Journet2等在陽極中填入石

3、墨粉末和銥的混合物，實現(xiàn)了SWNTs的大量制備。研究發(fā)現(xiàn)，鐵組金屬、一些稀土金屬和鉑族元素或以單個金屬或以二金屬混合物均能催化SWNTs合成。近年來，人們除通過調(diào)節(jié)電流、電壓，改變氣壓及流速，改變電極組成，改進(jìn)電極進(jìn)給方式等優(yōu)化電弧放電工藝外，還通過改變打弧介質(zhì)，簡化電弧裝置。2.催化裂解法。催化裂解法亦稱為化學(xué)氣相沉積法，其原理是通過烴類或含碳氧化物在催化劑的催化下【】裂解而成4。目前對化學(xué)氣相沉積法制備碳納米管的研究表明，選擇合適的催化劑、碳源【】以及反應(yīng)溫度十分關(guān)鍵。K.Hernadi10等5發(fā)現(xiàn)

4、碳源的催化活化順序為：乙炔＞丙酮＞乙烯＞正茂烷＞丙烯≥甲醇=甲苯≥甲烷。[6]Ren等在666℃條件下,在玻璃上通過等頻磁控管噴鍍法鍍上厚度為40nm的金屬鎳,以乙炔氣體作為碳源,氨氣作為催化劑,采用等離子體熱流體化學(xué)蒸氣分解沉積法,得到了在鍍有鎳層的玻璃上排列整齊的陣列式碳納米管管束。此種方法生長的碳納米管不會纏繞在一起,易于分散。近年來,有些研究組鑒于碳納米管制備方法的不連續(xù)性,進(jìn)行了連續(xù)制備碳納米管的研究,在催化裂解方法的基礎(chǔ)上改進(jìn),得到一種新方法,即催化裂解無基體法。此種方法與原有的有機物催化裂

5、解法的主要區(qū)別是沒有催化劑載體以及催化劑的制備工藝,催化劑前驅(qū)體(二茂鐵等)在載氣的帶動下進(jìn)入反應(yīng)爐;產(chǎn)品能夠連續(xù)取出,為連續(xù)制備創(chuàng)造了實驗條件;配有氣體渦流裝置。該方法可連續(xù)制備碳納米管,而且制備出的碳納米管質(zhì)量較好,管徑可得到有效控制,多是直管且平行成束,催化劑顆粒及其它雜質(zhì)較少。3.激光蒸發(fā)法其原理是利用激光束照射至含有金屬的石墨靶上,將其蒸發(fā),同時結(jié)合一定的反應(yīng)氣體,【7】在基底和反應(yīng)腔壁上沉積出碳納米管。Smalley等制備C60時,在電極中加入一定量的催化【8】劑,得到了單壁碳納米管。The

6、ss等改進(jìn)實驗條件,10采用該方法首次得到相對較大數(shù)量的單壁碳納米管。實驗在1473K條件下,采用50ns的雙脈沖激光照射含Ni/Co催化劑顆粒的石墨靶,獲得高質(zhì)量的單壁碳納米管管束。這種方法易于連續(xù)生產(chǎn),但制備出的碳納米管的純度低,易纏結(jié),且需要昂貴的激光器,耗費大。4.低溫固態(tài)熱解法低溫固態(tài)熱解法是通過制備中間體來生產(chǎn)碳納米管的。首先制備出亞穩(wěn)定狀態(tài)的納米級氮化碳硅(Si-C-N)陶瓷中間體,然后將此納米陶瓷中間體放在氮化硼坩堝中,在石墨電阻爐中加熱分解,同時通入氮氣作為保護(hù)性氣體,大約加熱1h左右

7、,納米中間體粉末開始熱解碳原子向表面遷移。表層熱解產(chǎn)物中可獲得高比例的碳納米管和大量的高硅氮化硅粉末。低溫固態(tài)熱解法工藝的最大優(yōu)點在于有可能實現(xiàn)重復(fù)生產(chǎn),從而有利于碳納米管的大規(guī)模生產(chǎn)。5.熱解聚合物法該方法通過高溫分解碳?xì)浠衔飦碇苽涮技{米管。用乙炔或苯化學(xué)熱解有機金屬原始反【9】應(yīng)物制備出碳納米管。Cho等通過把檸檬酸和甘醇聚酯化作用得到的聚合物在400℃空氣氣氛下熱處理8h,然后冷卻到室溫,得到了碳納米管。在420～450℃下在H2氣氛下,用金屬Ni【10】【11】作為催化劑,熱解粒狀的聚乙烯,1

8、0合成了碳納米管。Sen等在900℃下,Ar和H2氣氛下熱解二茂鐵、二茂鎳、二茂鈷,也得到了碳納米管。這些金屬化合物熱解后不僅提供了碳源,而且同時也提供了催化劑顆粒,它的生長機制跟催化裂解法相似。6.離子(電子束)輻射法在真空爐中,通過離子或電子放電蒸發(fā)碳,在冷凝器上收集沉淀物,其中包含碳納米管和[12]其他結(jié)構(gòu)的碳。Chernazatonskii等通過電子束蒸發(fā)覆在基體上的石墨合成了直徑為10～20nm的向同一方向排列的碳納米管。Yama