碳纳米管的制备及应用

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碳纳米管的制备方法有哪些？

碳纳米管的制备方法有哪些？提到近期流行的新材料，就不得不提到碳纳米管，提到碳纳米管也就不能不提到它神奇的特性和广泛的应用，当然，还有它艰难的制备方法。今天小编就来和大家聊一聊碳纳米管的制备方法有哪些。

催化裂解法

催化裂解法是在600~1000℃的温度及催化剂的作用下，使含碳气体原料（如一氧化碳、甲烷、乙烯、丙烯和苯等）分解来制备碳纳米管的一种方法。此方法在较高温度下使含碳化合物裂解为碳原子，碳原子在过渡金属-催化剂作用下，附着在催化剂微粒表面上形成为碳纳米管。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。

电弧放电法

·石墨烯 ·分子筛 ·碳纳米管 ·黑磷 ·类石墨烯 ·纳米材料

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电弧放电法是生产碳纳米管的主要方法。电弧放电法的具体过程是：将石墨电极

碳纳米管(CNTs)的制备及纯 化

一、碳纳米管简介纳米材料被誉为是21世纪的重要材料， 纳米材料被誉为是21世纪的重要材料，将是构 21世纪的重要材料 成未来智能社会的四大支柱之一， 成未来智能社会的四大支柱之一，而碳纳米管是 纳米材料中最富有代表性， 纳米材料中最富有代表性，并且是性能最优异的 材料。碳纳米管的理论抗拉强度是钢的100 100倍 材料。碳纳米管的理论抗拉强度是钢的100倍， 而密度仅为钢的1/60 1/60碳纳米管的理论比表面积可 而密度仅为钢的1/60碳纳米管的理论比表面积可 000耐/g, 达8 000耐/g,可作为双电层超级电容器的极板 材料，达到很高的比功率。 材料，达到很高的比功率。采用碳纳米管作为场 发射的阴极材料，在逸出功、 发射的阴极材料，在逸出功、A值电压和散热等 方面比钥尖锥具有明显的优越性，因此， 方面比钥尖锥具有明显的优越性，因此，在场发 射显示器领域有广阔的应用前景。 射显示器领域有广阔的应用前景。由于碳纳米管 具有强度高、重量轻、性能稳定、柔软灵活、 具有强度高、重量轻、性能稳定、柔软灵活、导 热性好、比表面积大， 热性好、比表面积大，并具有许多吸引人的电子 性质，故在无线电通信、储氢电池、航空航

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碳纳米管的制备方法有哪些？

碳纳米管的制备方法有哪些？提到近期流行的新材料，就不得不提到碳纳米管，提到碳纳米管也就不能不提到它神奇的特性和广泛的应用，当然，还有它艰难的制备方法。今天小编就来和大家聊一聊碳纳米管的制备方法有哪些。

催化裂解法

催化裂解法是在600~1000℃的温度及催化剂的作用下，使含碳气体原料（如一氧化碳、甲烷、乙烯、丙烯和苯等）分解来制备碳纳米管的一种方法。此方法在较高温度下使含碳化合物裂解为碳原子，碳原子在过渡金属-催化剂作用下，附着在催化剂微粒表面上形成为碳纳米管。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。

电弧放电法

·石墨烯 ·分子筛 ·碳纳米管 ·黑磷 ·类石墨烯 ·纳米材料

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电弧放电法是生产碳纳米管的主要方法。电弧放电法的具体过程是：将石墨电极

北京科技大学《材料科学与工程选论》课程学习

目录

摘要 ................................................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................................. II 1 石墨烯........................................................................................................................................... 1

1.1 石墨烯简介 ........................................

碳纳米管的研究进展

摘要：碳纳米管是具有由石墨层片卷成的管状结构的一种新型纳米材料，拥有独特的物理化学、电学、热学和机械性能，以及十分诱人的应用前景。本文对碳纳米管的分类、发展背景、制备方法、性能及应用前景五个方面进行简要的综述。

关键词：碳纳米管；分类；发展背景；性能；制备方法；应用

Progress on Carbon Nanotubes

Abstract: The carbon nanotube is a graphite layer from the tubular film roll into the structure of a new type of nano-materials with unique physical and chemical, electrical, thermal and mechanical properties, as well as a very attractive prospect. In this paper, the classification of carbon nanotubes, the development of the background, preparation methods,

CVD法制备碳纳米管的催化剂研究

摘要：CVD法制备单壁碳纳米管时有几个不可忽略的影响因素，其中催化剂的选取与制备极为重要，许多研究者采用不同的催化剂，获得了不同产量与质量的碳纳米管。本文主要从催化剂的选取和制备方法入手，综述了催化剂对碳纳米管制备的影响。

关键词：碳纳米管；催化剂；制备

1991年，日本NEC公司基础研究实验室的电子显微镜专家Iijima在高分辨透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时，意外发现了由管状

[1]

的同轴纳米管组成的碳分子。虽然在I-ijima于1991年发现碳纳米管以前，就已经有人制备并观察过碳纳米管[2]，但Iijima的这一发现还是在碳化学领域产生了重大影响。Iijima把碳纳米管推广，使其为世人熟知，推动了科研的进步，科技的发展。随后，更多的科研工作者投入了对碳纳米管的研究，碳纳米管的优异性能一一被发现，应用领域越来越广阔，同时碳纳米管的制备技术也在不断完善。特别是1993年单壁碳纳米管同样由石墨电弧法合成[3-4]，单壁碳纳米管的发现进一步推动了碳纳米管研究领域的发展。单壁碳纳米管的结构特点决定了它具有更为独特的性能，是多壁碳纳米管所不能企及的，但同时其制备方法也相应更加困难，生长条

第四、五章总结

石墨烯、碳纳米管的化学生物传感

一、石墨烯和碳纳米管

1、石墨烯是由碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成的，其基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环，其理论厚度仅为0.35 nm，是目前所发现的最薄的二维材料。石墨烯是构成其它石墨材料的基本单元，可以翘曲变成零维的富勒烯, 卷曲形成一维的CNTs或者堆垛成三维的石墨。

2、碳纳米管是由碳六元环构成的类石墨平面卷曲而成的纳米级中空管，其中每个碳原子通过sp 2杂化与周围3个碳原子发生完全键合。

由于石墨烯和碳纳米管独有的结构和奇特的物理、化学特性，迅速成为备受瞩目的国际前沿和研究热点。 二、石墨烯和碳纳米管的制备

1、石墨烯的制备

（1）机械剥离法(机械剥离法就是利用机械力，将石墨烯片从具有高度定向热解石墨表面剥离开来。是制备石墨烯最为直接的方法。但低产率和尺寸不易控制等缺点使该方法仅适用于实验室的基础研究。)

（2）氧化石墨-还原法(利用KClO 和HNO 可以使石墨层深度氧化，获得氧化石墨(GO)，GO与石墨烯具有类似的平面结构，以其为前体采用适当的还原方法可以使其表面的功能团消除，获得石墨烯材料。)

碳纳米管制备技术研究进展

姓名：陈静 学号：2009200428

摘要：碳纳米管是一种具有独特结构的一维量子材料，由石墨碳原

子层卷曲而成。由于拥有潜在的优越性能，碳纳米管无论在物理、化学还是在材料学领域都将有重大发展前景。近年来，美国、日本、德国和中国等国家相继成立了纳米材料研究机构，碳纳米管的研究进展随之加快，并在制备及应用方面取得了突破性进展。本文着重从碳纳米管的制备方法与应用前景两方面，阐述了碳纳米管的研究进展与发展潜力。

0 引言

随着微电子技术的进一步发展，微细化成为器件的重要发展方向，纳米器件的研究成为近几年的热点。并出现了许多不同的纳米器件制备工艺，如,：操纵原子、模板法制备纳米材料、纳米材料选择性生长等，但还未出现材料选择性好、成本低、可批量生产的技术。目前，以纳米材料为模块，采用自下而上的构筑加工工艺（Bottom-up）制作纳米器件已成为一个亮点。这种工艺中，纳米材料可经不同制备方法获得，并可对其进行提纯、筛选等一系列前处理，进而充分保证了材料的质量，Bottom-up的构筑方式可根据设计要求实现任意纳米级尺寸的纳米器件，但目前还未出现有效、可控排布纳米材料的有关报道。

碳纳米管由于具有独特

碳纳米管的特性

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敏感功能材料

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碳纳米管制备及其生长机制研究

张红丹，邹小平，程进，任鹏飞，李飞，王茂发，朱光

（北京信息．Ｔ－程学院传感技术研究中ｍ，北京１００１０１）

摘要：采用乙醇催化燃烧法，以钴盐作为催化剂先体、薄铜片作为基底制备碳纳米管。分别以氯化钴、硝酸钴和硫酸钴作为催化剂先体，研究了不同催化剂先体对碳纳米管生长的影响；利用扫描电镜，透射电镜对碳纳米材料的形貌和结构进行了表征，研究了不同钴盐的催化荆先体对碳纳米管形态与结构的影响，讨论了碳纳米管的生长机制。实验发现，其他制备备件相同，当催化剂先体为氯化钴时，碳纳米管与大量絮状杂质缠绕在一起｝当催化剂先体为硝酸钴时，碳纳米菅容易形成弯曲、不规则的波浪形结构Ｉ而当催化剂先体为硫酸钴时，实验所得的碳纳米材料几乎全为取向规则、直

径均一的碳纳米纤维，只观察到少量碳纳米管。关键词：碳纳米管；碳纳米纤维１催化荆先体

中围分类号：ＴＢ３８３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－４７７６（２００７）０７／０８－００６０－０３

Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄ

ＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＣａｒｂｏｎ

ＮａｎｏｔｕｂｅｓｗｉｔｈＣｏｂａｌｔＳａｌ

高比能量高安全性 碳纳米管锂离子蓄电池

技术路线规划书

一、项目介绍

本项目技术路线规划书规划开发一种新型锂离子蓄电池，这种新型的锂离子蓄电池使用碳纳米管替代部分传统锂离子蓄电池所使用的关键材料，并对现有锂离子蓄电池的制造技术加以改进，以实现大幅度提高锂离子蓄电池的比能量和安全性，并实现该技术的产业化和市场化的应用。

由于现有的材料体系和锂离子蓄电池的制造技术的限制，现阶段能够兼顾锂离子蓄电池比能量和安全性两个方面，使其同步获得提升的空间已经非常有限。将碳纳米管应用于锂离子蓄电池，改进现有的锂离子蓄电池是突破现有体系制约的一个很好并且可行的突破口，可以使锂离子蓄电池在比能量和安全性两方面都获得较大幅度的提高。

从技术开发的角度考虑，本项目可以分为两个阶段进行。

第一阶段的目标可以设定为使用碳纳米管做为电池的导电剂和集流体，以取代传统的乙炔黑、铜箔、铝箔以及粘结剂，开发出高比能量和高安全性的锂离子蓄电池，并实现产业化和商业化应用。

用碳纳米管取代锂离子蓄电池的导电剂和集流体，能够通过降低电池内部不产生能量的部分所占的重量比例来实现电池比能量的提高。在锂离子蓄电池中，导电剂、粘结剂和集流体大约占了电池总重量的12%左右，这些物质在