碳纳米管制备方法综述碳米管制备方法综述.pptVIP

碳纳米材料;; 纳米材料被誉为21世纪的重要材料，而作为新型纳米材料的碳纳米材料因其本身所拥有的潜在优越性，在化学、物理学及材料学领域具有广阔的应用前景，成为全球科学界各级科研人员争相关注的焦点。; 碳纳米材料因其表面出现的小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特点，从而使其纳米粒子出现了许多不同于常规固体的新奇特性，展示了广阔的应用前景；同时它也为常规的复合材料的研究增添了新的内容，而含有纳米单元相的碳纳米复合材料通常以实际应用为直接目标，是纳米材料工程的重要组成部分，已成为当前纳米材料研究发展的新动向，其涉及面较宽，包括的范围较广。; 近年来发展建立起来的碳纳米材料制备方法也多种多样，可大致归为以下几种：石墨电弧法、化学气相沉积法、激光蒸发法、热解聚合物法、火焰法、离子辐射法、电???法、原位合成法、模板法等。;碳纳米材料的制备方法;石墨电弧法; 1991年，Iijima就是使用石墨电弧法来制备出纳米碳管的，现在，人们在尝试寻找简单的制备方法，通过改变打弧介质来简化电弧装置。液氮和水溶液都曾被用来替换氦气和氢气制备纳米碳管。石墨电弧法具有简单快速的特点，而且制得的纳米碳管管直、结晶度高。但该法所生产的纳米碳管缺陷较多。且纳米碳管烧结成束，束中还存在很多非晶碳杂质。究其原因是电弧温度高达3 000—3 700℃，形成的纳米碳管被烧结于一体，造成较多的缺陷但在化学气相沉积法被发现之前，石墨电弧法仍是合成纳米碳管的主要方法。;激光蒸发法; 一般来说，纳米碳管要比相应的球状富勒碳稳定性差一些。所以要在一定的外加条件下才能生成，例如强电场、催化剂金属颗粒、氢原子或者低温表面，以使其 端开口而有利于生长。实验结果表明，多壁纳米碳管是激光蒸发环境中纯碳蒸气的固有产物。在纳米碳管生长过程中。端部层与层的边缘碳原子可以成键。从而避免端部的封口。这是促使多壁纳米碳管生长的一个重要的内在因素。但此法制备纳米碳管的成本较高。难以推广应用。;催化裂解法; 催化裂解法中所使用的催化剂活性组分多为第八族过渡金属或其合金，少量加入Cu、Zn、Mg等可调节活性金属能量状态。改变其化学吸附与分解含碳气体的能力。催化剂前体对形成金属单质的活性有影响。金属氧化物、硫化物、碳化物及有机金属化合物也被使用过。;化学气相沉积法; 我国科学家以甲烷为碳源。采用镍基催化剂，制备了管径15～20 nnl的均匀纳米碳管。我国科学家采用溶胶一凝胶、超临界干燥法制备AI20 气凝胶负载钴催化剂，并将此催化剂用于纳米碳管的制备，得到了直径为8～10nm左右的纳米碳管。;模板法;模板合成法制备纳米结构材料具有下列特点： (1)所用膜容易制备，合成方法简单，能合成直径很小的管状材料。 (2)由于膜孔孔径大小一致，制备的材料同样具有孔径相同。单分散的结构。 (3)在膜孔中形成的纳米管和纳米纤维容易从模板分离出来。;水热法;凝聚相电解生成法; 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。;谢谢