第五讲-纳米一维材料.ppt

2.太阳能法：将阳光聚焦于石墨样品上,产生可高达3000K左右的高温,使碳原子生华后被氩气或氧气吹到反应区的低温区沉积。原理和激光蒸发法类似.反应条件:催化剂存在,高的反应温度,2850K时,产率仅为1-2%,3000K时,产率为20%,最高温度可达3400K.3.其他方法：电弧法、催化热分解法、模板法等,沸石作模板制得最小直径0.4nm,极限是0.3nm。资料查阅与评述1.自拟一题目（包括制备、性能、结构、效应、检测、应用等研究），查资料写评述。不要泛泛的纳米综述！2.查阅资料中文15篇，外文5篇以上。注录：作者、题目、出处、年、卷、期、页。中文文献摘要、英文文献中英文对照摘要。3.评述：3000字以上；并写体会和建议。 4.要求:工整，写全姓名、学号、学院;必须交书面文档，可先发电子文挡（至xc_d@163.net)。5.2008年1月9日以前交，过期不候。**第五讲一维纳米材料-----纳米碳管(CarbonNanotubes,CNT)一.碳及纳米碳管（CNT）概述二.纳米C管的制备三.纳米C管的纯化四.纳米线与同轴电缆的制备五.纳米C管的性能与应用一.碳及纳米碳管（CNT）概述㈠碳（C）的广泛性、特殊性及多样性1.C的广泛性：其广泛存在于茫茫苍穹的宇宙间和浩瀚无垠的地球上。按“大爆炸”理论（BigBang），宇宙当初是一巨大的能量块，密度大，体积小，故在150亿年前发生大爆炸。光基本粒（1014K）氢氦（5×106K）C（108K）0氖，Na，Mg……太阳系中，按原子比率C列第四位（与O差不多），H?He?O?CCaCO3（占总碳量的90%）地球上C的丰度14位（7×1016t）煤、石油、天然气、CO2生物体（人体C占18%）2.C特殊性：原子序数为6，原子量12.011。有三种同位素：12C为98.9%，13C为1.01%，14C仅为极少量，12C为相对原子量的标准。位于元素周期表第二周期第Ⅳ族。原子结构：内部仅有球状1S2轨道，有利于SP轨道杂化，有单键和标准的双键、三键,结合稳定。没有C就没有生命。3.C的多样性：C有多种同素异形体石墨：原子晶体，片状、二维平面结构（无定形C三维）金刚石：原子晶体，规则的四面体三维C60（C球）：分子晶体，C网组成的笼状（富勒烯）0维C管：原子晶体，纳米尺度的圆筒，管状一维，超级碳纤维（500万根在一起有一根头发粗）。C–C材料:由C纤维、C织物、增强C、树脂C、CVD碳所形成的复合材料。C材料是有重要前景的新材料,纳米C管开辟了纳米材料研究的新领域。（多晶型、多形态）㈡纳米C管的概念与分类:1.纳米C管：由六角网状平面的石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的管状，其两端由半球（富勒烯）封帽而成的C材料。外径0.3-100nm，长几微米到几百微米。扶手椅型锯齿型螺旋型C管多壁纳米C管：管壁由多层C原子组成单壁纳米C管：单层C原子组成纳米C纤维：直径100-200nm的C纤维状手性（椅状）锯齿（齿状）单臂（螺旋状）其它管:除纳米C管外，还有其它纳米管,如WS2、MoS2、BN、NiCl2、TiO2、类脂体、MCM—41管中管、肽、水铝英石纳米管。纳米管2.分类：㈢纳米C管的发现：旧石器时代古人在山洞取暖的火中制造出极少量的纳米C管。1991年前1979年新西兰、日本的科学家，中国金属所刘华观察到了多壁C管。1990年有人对富勒管进行理论和电性的研究。