null碳纳米管（CNT）碳纳米管（CNT）申广耀
12721808目录目录碳纳米管的简介碳纳米管的制备碳纳米管的性能碳纳米管的应用1234碳纳米管的简介碳纳米管的简介碳纳米管（CNT）：又叫巴基管，碳的同素异形体；由石墨原子单层绕同轴缠绕而成或由单层石墨圆筒沿同轴层层套构而成的管状物。其直径一般在一到几十个纳米之间，长度则远大于其直径。 碳纳米管的简介碳纳米管的简介
碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来。 碳纳米管的分类碳纳米管的分类1.单壁碳纳米管（SWNTs）
2.多壁碳纳米管（MWNTs）1.扶手椅式纳米管
2.锯齿形纳米管
3.手型纳米管 按结构特征分类按石墨烯片的层数分类碳纳米管的发现碳纳米管的发现 1991年，日本NEC公司基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛澄男发现了多壁碳纳米管（Multi-Walled Carbon Nanotubes，MWNTs），直径为4-30nm，长度为1um。最初称之为“Graphite tubular”。
1993年单壁碳纳米管也被发现（Single-Walled Carbon Nanotubes ，SWNTs），直径从0.4nm到3-4nm，长度可达几微米。碳纳米管示意图图a图c图b图a，b分别是多壁，单壁碳纳米管示意图，图c是碳纳米管的放大电镜图碳纳米管示意图碳纳米管的制备方法2134碳纳米管的制备方法石墨电弧法化学气相沉积法激光蒸汽法燃烧火焰法石墨电弧法石墨电弧法基本原理：电弧室充惰性气体保护，两石墨棒电极靠近，拉起电弧，再拉开，以保持电弧稳定。放电过程中阳极温度相对阴极较高，所以阳极石墨棒不断被消耗，同时在石墨阴极上沉积出含有碳纳米管的产物。 理想的工艺条件：氦气为载气，气压 60—50Pa，电流60A～100A，电压19V～25 V，电极间距1 mm～4mm，产率50％。化学气相沉积法化学气相沉积法特点：
设备简单、条件易控、能大规模制备、可直接生长在合适的基底上
常用气体：
甲烷、一氧化碳、苯等
催化剂：
Fe、Co、Ni、Mo等以及它们的氧化物激光蒸发法激光蒸发法影响因素：
催化剂
保护压强（3.0 x 104-4.5 x 104 Pa）
气体（氦气、氩气）
激光脉冲时间间隔 （间隔越短，产率越高）
激光脉冲功率（功率↑，直径↓）碳纳米管的性质碳纳米管的性质高的机械强度和弹性。
强度≥100倍的钢，密度≤1/6倍的钢
优良的导体和半导体特性。量子限域所致
高的比
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
面积。
强的吸附性能。
优良的光学特性
发光强度随发射电流的增大而增强。
……………力学性能力学性能 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。力学性能力学性能碳纳米管力学性质化学稳定性化学稳定性优异的化学稳定性（C-C键，无悬空键）碳纳米管具有化学惰性，经历充放电不发生化学作用。因此，数据保存在这样的一个存储器中可以拥有更长的保存时间。电学性能电学性能 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。热学性能热学性能 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150℃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。储氢性能储氢性能 碳纳米管储氢是具有很大发展潜力的应用领域之一室温常压下约三分之二的氢能从碳纳米管释放出来而且可被反复使用碳纳米管储氢材料在燃料电池系统中用于储氢气存储对电动汽车的发展具有非常重要的意义。可取代现用高压氢气罐提高电动汽车安全性。燃料电池在移动电源（手机、电脑等）、家庭电源、分散电站、水下机器人、航天器、空间站、潜艇（不依赖空气推进）等领域有广阔用途 。碳纳米管的应用比表面积大（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
碳纳米管的应用锂离子电池锂离子电池 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。 催化剂载体催化剂载体 纳米材料比表面积大，具有特殊的电子效应和表面效应。如气体通过纳米碳管的扩散速度为常规催化剂颗粒的上千倍，担载上催化剂后可极大地提高催化剂的活性和选择性，使其在加氢、脱氢和择型催化等反应中具有很大的应用潜力。应用实例应用实例优点：纳米级直径，高的长径比，高的机械柔软性，电子特性确定。
分辨率高，探测深度深，可进行狭缝和深层次探测
Hafner J H在室温下能够清晰的观测到G型球蛋白IgG的Y型结构。原子力显微镜针尖null 生物传感器
Enzyme-Coated Carbon Nanotubes as Single－Molecule Biosensors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应用展望应用展望1、分离分析技术。
如：色谱填料，毛细管电泳，MALDI基质，修饰电极等。
2、材料技术。如：光导材料、复合材料，磁性材料等
3、微电子技术。
4、分子级的催化剂。
5、纳米级反应器。
6、仪器的微型化。
…………
应用最为广泛的一种新型材料THE ENDTHE END
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