单壁碳纳米管与多壁碳纳米管的差异
浅谈单壁碳纳米管与多壁碳纳米管的差异
董莲枝1,曹柳男2
(1. 迪爱生(太原)油墨有限公司,山西 太原 030000;2. 太原市塑料研究所,山西 太原 030000)
摘 要:碳纳米管作为最重要的纳米材料之一,其研究越来越得到人们的重视。文章主要综述了单壁碳纳米管和多壁碳纳米管的差异。 关键词:单壁碳纳米管;多壁碳纳米管;差异
中图分类号:TQ342.7 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2012)09-0014-02
碳纳米管是一维纳米材料,可称为纳米材料之王,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。碳纳米材料在纳米材料技术开发中举足轻重,它将影响到国民经济的各个领域,是国际上研究的热点及难点。
碳纳米管按照石墨烯片的层数简单分类为:单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。此外二者还有其他差异,现综述如下:
冲间隔时间的影响。用CO2激光蒸发法,在室温下可获得单壁碳纳米管,若采用快速成像技术和发射光谱可观察到氩气中蒸发烟流和含碳碎片的形貌,这一技术使得跟踪研究单壁碳纳米管的生长过程成为可能。激光蒸发(烧蚀)法的主要缺点是单壁碳纳米管的纯度较低,易缠结。
多壁碳纳米管:化学气相沉积法主要用于多壁碳纳米管的合成。其基本原理为含有碳源的气体(或蒸气)流经催化剂表
C2H2、C2H4面时分解,生成碳纳米管。常用的碳源气体有C6H6、
等。Yacaman等最早采用25%铁/石墨颗粒作为催化剂,常压下700 ℃时分解9%乙炔/氮气制得碳纳米管。Amelincks等采用Co为催化剂,乙烯为碳源得到螺旋状的碳纳米管,中国科学院物理所用化学气相沉积法大批量合成了排列整齐的碳纳米管,而且端口是打开的。
1 发现时间
单壁碳纳米管:1993年S.Iijima[1]等和DS.Bethune等同时报道了采用电弧法,在石墨电极中添加一定的催化剂,可以得到仅仅具有一层管壁的碳纳米管,即单壁碳纳米管产物。
多壁碳纳米管:1991年日本NEC公司基础研究实验室的
[2]
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,意外发现了由管状的同轴纳米管组成的碳分子,现在被称做的“Carbon nanotube”,即碳纳米管,又名巴基管。Iijima发现的碳纳米管最小层数为2,含有一层以上石墨片层的则称为多壁碳纳米管。
4 应用及性能(电容)
单壁碳纳米管:能够严重破坏大肠杆菌等细菌的细胞壁,从而将它杀灭,将有助于解决细菌抗药性这一日益突显的问题。单壁碳纳米管其电容量一般为180 F/g,比多壁碳纳米管更高。其电容器功率密度可达20 kW/kg,能量密度可达7 W・h/kg。
多壁碳纳米管:没有相关的报道指明可以杀灭细菌。多壁碳纳米管其电容量一般为102 F/g。
以上是关于单壁碳纳米管和多壁碳纳米管一些差异性的概括,然而二者均具有优异的力学性能、导电性能、热学性能、储氢性能等。
碳纳米管作为最重要的纳米材料之一,其研究越来越得到人们的高度重视,人们相信,碳纳米管在工业领域里大规模应用将在未来几年中出现,碳纳米管的研究也将对纳米技术的未来产生重大影响。
参考文献:
[1]Single-shell carbon nanotubes of 1-nm diameter. Iijima S,
Nature, 1992, 363: 603~605.
[2]Helical microtubules of graphite carbon. Iijima S, Nature, 1991,
354: 56~58.
[3]邹莉.单壁碳纳米管及应用现状[J].昆明冶金高等专科学
校学报,2004(1):21~23.
[4]顾书英,吴琪琳.碳纳米管应用研究的现状和未来[J].同
济大学学报(自然科学版),2002(2):213~217.
(编辑:王昕敏)
2 结构
单壁碳纳米管:由单层圆柱型石墨层构成,其直径大小的分布范围小、缺陷少,具有较高的均匀一致性。SWCNTs的直径一般在1~6 nm,目前观察到的SWCNT的最小直径约为0.33 nm,并已能合成直径0.4 nm的SWCNTs阵列,直径达6 nm的SWCNTs也已有报道。一般认为,SWCNT的直径大于6 nm以后特别不稳定,容易发生SWCNT管的塌陷。而单壁碳纳米管的长度则可达几百纳米到几十微米。单壁碳纳米管的单层结构显示出螺旋特征,根据构成碳纳米管的石墨层片的螺旋性,可以将单壁碳纳米管分为非手性(对称)和手性(不对称)。
多壁碳纳米管:多壁管在开始形成的时候,层与层之间很容易成为陷阱中心而捕获各种缺陷,因而多壁管的管壁上通常布满小洞样的缺陷。多壁碳纳米管的层间距约为0.34 nm,外径在几个纳米到几百纳米,而已发现的最小内径为0.4 nm。其长度一般在微米量级,最长者可达数毫米。
3 工艺制备
单壁碳纳米管:激光蒸发法是制备单壁碳纳米管的一种有效方法。用高能CO2激光或Nd/YAG激光蒸发掺有Fe、Co、Ni或其合金的碳靶制备单壁碳纳米管和单壁碳纳米管束,管径可由激光脉冲来控制。Iijima等发现激光脉冲间隔时间越短,得到的单壁碳纳米管产率越高,而单壁碳纳米管的结构并不受脉
- 14 -
On the Differences in Single-walled Carbon Nanotubes and Multi-walled Carbon Nanotubes
Dong Lianzhi, Cao Liunan
Abstract: Carbon nanotubes as one of the most important nanomaterials, their research has been more attention. The article reviewed the differences in single-walled carbon nanotubes and multi-walled carbon nanotubes.
Key words: single-walled carbon nanotubes; multi-walled carbon nanotubes; differences
- 15 -
相关文章
- 纳米材料的论文
- 血清肌钙蛋白_纳米胶乳增强免疫比浊法试剂的研制_方兴
- 纳米技术在经皮给药中的应用_孙彦昊
- 致密砂岩储层小尺度非均质性与石油富集特征
- 不同氧空位浓度的TiO2纳米管阵列膜表面润湿特性研究
- 纳米氧化锌的奇妙颜色
- 纳米材料在医药领域的应用及发展
- 新型纳米生物材料
- 纳米材料可持续性发展研究现状
纳米材料论文 题目: 纳米科技及纳米材料 学 院: 专 业: 学 号: 学生姓名: 指导教师: 日 期: 材料与冶金学院 无机非金属材料工程 [1**********]4 周鸣 赵惠忠 2007.11.2 [摘 要]纳米技术是当今世界最有前 ...
中国卫生检验杂志2014年4月第24卷第7期ChinJHealthLabTec,Apr2014,Vol24,No7·965· ·临床检验· 血清肌钙蛋白Ⅰ纳米胶乳增强免疫比浊法试剂的研制 12 方兴,黄信用 1.金华市人民医院,金华职业技术 ...
纳米技术在经皮给药中的应用 孙彦昊,曹青日,崔京浩* (苏州大学药学院,苏州215123) Tel:[1**********]7,E-mail: 摘要 本文介绍了微乳.脂质体.柔性纳米脂质体.醇质体以及物理促渗与纳米技术联用在药物经皮给药当 ...
致密砂岩储层小尺度非均质性与石油富集特征 作者:天天论文网 日期:2015-12-30 9:50:17 点击:0 摘要:以鄂尔多斯盆地合水地区长6储层为例,运用岩心.扫描电镜.高压压汞.微G纳米CT 技术,从毫米.微米和纳米3个尺度分析致密 ...
第21卷第5期真空与低温不同氧空位浓度的TiO 2纳米管阵列膜表面润湿特性研究 何欣1,王 建1,廖爱珍1,张旭强1,杨军2,王多书2,王成伟1 (1. 西北师范大学物理与电子工程学院甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室,兰州730070 ...
纳米氧化锌的奇妙颜色 --作者 冯 铸(高级工程师,工程硕士 宝鸡天鑫工业添加剂有限公司销售经理) 纳米级活性氧化锌有多种生产方式,而每种生产方式及各个生产方式的工艺差别的不同,使得最终产品的颜色不同,即呈现微黄色的程度不同. 一.物质颜色 ...
纳米材料在医药领域的应用及发展 [摘要]纳米材料优异的性能和全新的功能在医学领域展示出广阔的应用前景,为现代疾病的诊断与治疗.现代药物的开发与创新提供了崭新的技术手段和工具. [关键词]纳米:医药:应用 1.引言 纳米材料(又称为超微颗粒材 ...
新型纳米医药材料在生物医药方面的应用及前景 在接触新型纳米医药材料这门课之前我对纳米的认识是极为浅陋的,仅仅知道其是一个极小的单位,并且有着极其优异的化学性质,但其具体的应用我并不了解.通过这几周的学习可以说我对纳米材料有了更为具体和深入的 ...
纳米材料可持续性发展研究现状 1.纳米技术的内涵及作用 所谓纳米技术(Nanotechnology),是指在纳米尺度(1-100nm)下对物质进行制备.研究和工业化,以及利用纳米尺度物质进行交叉研究和工业化的一门综合性技术体系. 纳米材料是 ...