碳纳米管合成以及应用.pptxVIP

CNT在复合材料中的应用研究进展;主要内容;背景介绍;背景介绍;背景介绍;按手性分：;按形态分：;扫描隧道显微镜 X射线衍射 孔结构及比表面积 电子衍射 拉曼光谱;背景介绍;;背景介绍; 石墨电弧法 浮动催化法 （即碳氢化合物催化分解法，又称CVD法） 激光蒸汽法 燃烧火焰法;背景介绍; 氦气保护石墨电弧法 阳极-面积较小的石墨棒（石墨粉和催化剂组成） 阴极-面积较大的石墨棒 ;化学气相沉积法（CVD）;激光蒸发法：;制备纳米碳管的其它方法：;CNT的基本性质：; 碳纳米管的抗拉强度达到50～200GPa,是钢的100倍,密度却只有钢的1/6，至 少比常规石墨纤维高一个数量级。它是最强的纤维，在强度与重量之比方面，这种纤维是最理想的。 ;背景介绍;背景介绍;背景介绍; 由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同，所以具有很好的电学性能。理论预测其导电性能取决于其管径和管壁的螺旋角。当CNTs的管径大于6mm时，导电性能下降；当管径小于6mm时，CNTs可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。 ; 一维管具有非常大的长径比，因而大量热是沿着长度方向传递的，通过合适的取向，这种管子可以合成高各向异性材料。虽然在管轴平行方向的热交换性能很高，但在其垂直方向的热交换性能较低。纳米管的横向尺寸比多数在室温至150oC电介质的品格振动波长大一个量级，这使得弥散的纳米管在散布声子界面的形成中是有效的，同时降低了导热性能。适当排列碳纳米管可得到非常高的各向异性热传导材料。 ; 碳纳米管的中空结构，以及较石墨(0.335nm)略大的层间距(0.343nm)，是否具有更加优良的储氢性能，也成为科学家们关注的焦点。 1997年，A. C. Dillon对单壁碳纳米管(SWNT)的储氢性能做了研究，SWNT在0℃时,储氢量达到了5%。 Declutch指出:一辆燃料机车行驶500km,消耗约31kg的氢气，以现有的油箱来推算，需要氢气储存的重量和体积能量密度达到65%和62kg/m3。 这两个结果大大增加了人们对碳纳米管储氢应用前景的希望。 ;CNT的功能化;比表面积大（250-3000m2/g) 碳纳米管电容量可到每克15-200F，目前数千法拉的电容器已被生产 单壁碳纳米管电容量一般为180F/g，多壁碳纳米管电容量一般为102F/g 单壁碳纳米管电容器功率密度可达20KW/kg，能量密度可达7Wh/kg ;储氢材料;CNT应用及理论;;;; 碳纳米管的层间距为0.34nm,略大于石墨的层间距0.335nm,这有利于Li+的嵌入与迁出,它特殊的圆筒状构型不仅可使Li+从外壁和内壁两方面嵌入,又可防止因溶剂化Li+嵌入引起的石墨层剥离而造成负极材料的损坏。碳纳米管掺杂石墨时可提高石墨负极的导电性,消除极化。 ;制备纳米材料的模板;;催化剂载体;分析化学方面的应用实例：;优点：超灵敏，应用范围广，蛋白的生理活性的测定 应用：医疗方面对糖尿病的检测;基质辅助激光解吸技术（MALDI）的基质; 纳米碳管的电学性质与其结构密切相关。就其导电性而言， 由于纳米碳管直径和螺旋角不同，可以是金属性的，也可 以是半导体性的，甚至在同一根纳米碳管上的不同部位， 由于结构的变化，也可以呈现出不同的导电性。 纳米碳管中存在大量未成对电子，但其在纳米碳管中的径 向运动却受到限制，表现出典型的量子限域效应；而电子 在轴向的运动不受任何限制。因此，可以认为纳米碳管是 一维量子导线。 ;;;韩国三星公司采用纳米碳管作的平板显示器实物照片;;;CNT应用及理论;CNT应用及理论;碳纳米管应用研究展望;CNT树脂基复合材料研究;;;CNT树脂基复合材料研究;CNT树脂基复合材料研究;CNT树脂基复合材料研究;碳纳米管表面的改性 共价表面改性;CNT树脂基复合材料研究;CNT树脂基复合材料研究;CNT树脂基复合材料研究;CNT树脂基复合材料研究;CNT树脂基复合材料研究;CNT树脂基复合材料研究;CNT树脂基复合材料研究;CNT树脂基复合材料研究;CNT树脂基复合材料研究;CNT树脂基复合材料研究;CNT树脂基复合材料研究;展望;谢谢大家！