納米碳管的特性及其應用(編輯修改稿)
2025-05-26 03:49 本頁面
【文章內容簡介】 0℃ 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℃ 下用金屬鎳作為催化劑，在氫氣氣氛下熱解粒狀的聚乙烯，合成了碳納米管。 ? 在 900℃ 、氬氣和氫氣氣氛下熱解二茂鐵、二茂鎳、二茂鈷，也得到了碳納米管材料。 浮動催化法制備多壁碳納米管 ? 浮動催化法是一種可以批量半連續(xù)制備碳納米管的方法 ，一般采用有機金屬化合物為催化劑原料，與碳氫化合物一同引入反應室，在一定溫度下分解出金屬原子并聚集成一定大小的催化劑顆粒。碳氫化合物在催化劑顆粒上吸附、分解、擴散并析出碳納米管。 ? 反應室為陶瓷管，放置在立式電阻爐 (額定溫度 1200℃ )中。反應溶液隨載氣 (氫氣 )以蒸氣的形式引入反應室。 連續(xù)提供表面新鮮的催化劑，區(qū)別于 CVD 其它得到碳納米管的方法 ? 碳納米管可以在 50℃ 的低溫下通過銫與納米孔狀無定形碳的放熱反應自發(fā)形成； ? 乙炔和苯低壓火焰燃燒的煙灰里也發(fā)現(xiàn)了碳納米管； ? 以熔融堿金屬鹵化物為電解液，以石墨棒為電極，在氬氣氣氛中通過電解方法合成了碳納米管以及蔥狀結構； ? 在粉末冶金法制備的合金 FeNiC、 FeNiCoC的微孔洞中發(fā)現(xiàn)了富勒烯和單層碳納米管。 碳納米管制備方法評價的標準 純度高、成本低 管徑均勻且結構可控 連續(xù)批量生產(chǎn) 石墨電弧放電法 化學氣相沉積法 激光蒸發(fā)法 五 碳納米管的物理化學性質 單壁碳納米管的性能 超長單壁碳納米管細絲 (直徑 50～ 500 nm) 在 90～ 300K間，電阻率 ρ=5～ 7μΩ/m 碳納米管的結構與石墨的片層結構相同，所以具有很好的電學性能。 理論預測其導電性能取決于其管徑和管壁的螺旋角。當 CNTs的管徑 較大 時，導電性能下降；當管徑小于 某一值 時， CNTs可以被看成具有良好導電性能的一維量子導線。 碳納米管的力學性能 碳納米管的抗拉強度達到 50～ 200GPa, 是最強的纖維，在強度與重量之比方面，這種纖維是最理想的。 ? 高機械強度：鋼 100倍強度， 1/6重量 ? 高長徑比 : 103數(shù)量級 ? 高比表面 : 400500m2/g 天梯材料的唯一選擇 5萬個納米管并排起來才有人的一根頭發(fā)那么寬 碳納米管的熱學性能 一維 碳納米 管具有非常大的長徑比，雖然在管軸平行方向的熱交換性能很高，但在其垂直方向的熱交換性能較低。 因而大量熱是沿著長度方向傳遞的，通過適當排列碳納米管， 可以合成 熱 高各向異性材料 。 納米管的橫向尺寸比多數(shù)在室溫至 150oC電介質的 晶 格振動波長大一個量級，這使得彌散的納米管在散布聲子界面的形成中是有效的，同時降低了導熱性能。 碳納米管的電性能 ? 碳納米管具有開放的多孔結構，并能在與電解質的交界面形成雙電層，從而聚集大量電荷 ，具有制備高性能超級電容器的潛質； ? “內腔含水的”單根單壁碳納米管：管中的自由載流子與管內的水分子會產(chǎn)生一定程度的
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