碳纳米管参数说明

CNT研究背景和意义自从1991年日本NEC的电镜专家Iijima首先用高分辨透射电镜（HRTEM）发现了具有纳米尺寸的多壁碳纳米管（MWNT）]1[，这种结构由长约1 um、直径4-30 nm的多层石墨管构成。

1993年又发现了单臂碳纳米管（SWNT）]2[以来，碳纳米管(CNT)作为一种新型的纳米材料，以其独特的物理、化学特征，重要的基础研究意义及在分子电子器件和复合材料等众多领域的潜在应用价值，而引起了世界各国科学家的极大关注，成为纳米材料领域研究的一个新热点。

对它的应用研究主要集中在复合材料、氢气存储、电子器件、电池、超级电容器、场发射显示器、量子导线模板、电子枪及传感器和显微镜探头等领域，已经取得许多重要进展]53[ 。

1、结构碳纳米管(carbon nanotubes，CNTs)，又称巴基管(buckytube)，属于富勒碳系，是一维量子材料，是在C60不断深入研究中发现的。

碳纳米管是由单层或多层石墨片围绕同一中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管结构，两端通常被由五元环和七元环参与形成的半球形大富勒烯分子封住，每层纳米管的管壁是一个由碳原子通过sp2杂化与周围3个碳原子完全键合后所构成的六边形网络平面所围成的圆]6[。

碳纳米管根据碳管壁中碳原子层的数目可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管两大类。

Iijima]7[和IBM公司的Bethune]8[等分别采用Fe和Co作为催化剂掺杂在石墨电极中，用电弧放电法各自独立合成出单壁碳纳米管(SWNT)，它由单层石墨卷成柱状无缝管而形成(见图1)，是结构完美的单分子材料，因合成条件的不同碳纳米管的管径可控制在0.7-3nm，长度可达1-50um]9[；多壁碳纳米管(MWNT)是由多个不同直径的单壁碳纳米管同轴卷曲而成，层数从2-50不等，层间距一般为0.34 nm且层与层之间排列无序，通常多壁管直径为2-30 nm，长度为0.1-50um]10[。

碳纳米管的性能及其在海水淡化中的应用摘要碳纳米管是近年来国内外广泛关注的一类纳米材料，具有一维特征孔道结构，能够有效促进液体分子的传输速率，是理想的海水淡化膜分离材料。

通过将其引入到常用的海水淡化膜基质中，借以提高膜的分离性能，逐渐成为膜分离领域的一个研究热点。

结了碳纳米管在反渗透、正渗透、膜蒸馏中的应用研究现状并分析了碳纳米管在反渗透、正渗透、膜蒸馏应用中的挑战，探讨了碳纳米管在海水淡化膜分离材料中的应用潜力。

１碳纳米管的结构与功能Ｋｒｏｔｏ和Ｓｍａｌｌｅｙ于１９８５年首次发现了碳纳米管，直到１９９１年，由Ｉｉｊｉｍａ首次成功制备了碳纳米管。

碳纳米管是一种由单层或多层石墨烯同轴缠绕而成的柱状或层套状的管状物，碳原子以ｓｐ２杂化为主并混有ｓｐ３杂化。

碳纳米管性能优异，在微电子、生物医药和聚合物复合材料加固等方面应用潜力巨大。

碳纳米管具有独特的本征空腔结构，输水能力超强，水分子在碳纳米管中的传输速度比理论计算的高出几个数量级。

Ｈｕｍｍｅｒ等采用分子动力学模拟水分子在碳纳米管中的流动行为，并提出了水分子在碳纳米管中的快速输送机理：首先，水分子在碳纳米管内部形成强力、规则的氢键，利于水分子快速通过；其次，碳纳米管内腔疏水、无极性，与水分子之间的相互作用非常弱，水分子能够无摩擦地通过碳纳米管。

Ｔｈｏｍａｓ等通过研究水分子在不同直径和长度的碳纳米管内的传输动力学，证明碳纳米管的内径对水分子的传输速度起决定作用。

随着内径的增大，水分子在碳纳米管中的构型逐渐由线性链变为堆叠五边形和六边形，最后成为无规则水流（见图１）。

当碳纳米管内径为０．８３ｎｍ时，水分子成线性链，流速达到最大。

脱盐效果优异是碳纳米管在膜分离技术应用中的另一个重要性能。

碳纳米管的内径和尺寸排阻效应与毛细管行为的临界尺寸相当，能够在内壁形成能垒，只允许水分子通过，而水合离子则需要克服能垒后通过。

碳纳米管的内径对离子截留率的影响至关重要，当内径由０．６６ｎｍ增大到０．９３ｎｍ时，脱盐率由１００％降低到９５％。

多壁碳纳米管表面基团理论说明1. 引言1.1 概述多壁碳纳米管（Multi-Walled Carbon Nanotubes，简称MWCNTs）是一种具有特殊结构和优异性能的纳米材料。

它们由许多同心圆形套筒状的碳纳米管层级组成，其外径和内径可以在纳米尺度范围内调控。

MWCNTs因其高比表面积、优良导电性、机械强度和化学稳定性等特点，在各个领域引起了广泛的关注和研究。

1.2 文章结构本文主要围绕多壁碳纳米管表面基团展开详细讨论。

首先介绍了多壁碳纳米管及其相关概念，进而对表面基团及其意义进行阐述。

接下来，对多壁碳纳米管表面基团的分类与特性进行了系统总结。

然后，对多壁碳纳米管表面基团的制备方法进行了综述，包括化学修饰方法、物理修饰方法和生物修饰方法。

最后，对多壁碳纳米管表面基团在催化剂载体应用、电化学传感器应用和药物传递系统应用等方面的研究进展进行了综合评述。

通过对这些内容的分析和总结，旨在揭示多壁碳纳米管表面基团的重要性以及其在各个应用领域的潜力。

1.3 目的本文旨在从理论角度对多壁碳纳米管表面基团进行深入解析，并综述其制备方法以及在不同应用领域的研究进展。

通过对相关文献的综合分析和整理，为读者提供一个全面了解多壁碳纳米管表面基团特点和应用价值的参考资料。

同时，本文也可为后续研究提供一定的指导，促进学术界对于多壁碳纳米管表面基团领域的深入探索与发展。

2. 多壁碳纳米管表面基团的定义和特性2.1 多壁碳纳米管的基本介绍多壁碳纳米管是由多层同心圆筒结构组成的纳米材料，每个同心圆筒都是一个独立的单壁碳纳米管。

它们具有较大的比表面积、优异的机械性能和独特的电学特性，在多个领域具有广泛应用潜力。

2.2 表面基团的概念及其意义表面基团指附着在材料表面上的化学官能团或小分子，可以通过与周围环境相互作用来调控材料的性质和功能。

对于多壁碳纳米管而言，表面基团可以改变其电荷状态、增强其稳定性、调节其溶解度以及改善其与其他物质之间的相互作用等。

碳纳米管的表征方法一、前言碳纳米管是一种具有特殊性质的纳米材料，其应用领域涉及电子学、光学、生物医学等多个领域。

在研究和应用中，需要对碳纳米管进行表征，以了解其结构和性质。

本文将介绍碳纳米管的常见表征方法。

二、扫描电子显微镜（SEM）扫描电子显微镜是一种通过扫描样品表面并利用反射电子信号来获得高分辨率图像的显微镜。

在碳纳米管的表征中，SEM可以用于观察碳纳米管的形貌和尺寸分布。

操作步骤如下：1. 准备样品：将待测样品放置在SEM样品台上，并使用导电胶或金属薄膜等方法使样品具有导电性。

2. 调整参数：调整SEM的加速电压、放大倍数和探针电流等参数，以获取清晰的图像。

3. 观察样品：使用SEM观察样品，并记录下每个碳纳米管的形貌和尺寸分布。

三、透射电子显微镜（TEM）透射电子显微镜是一种利用电子束穿透样品并形成高分辨率图像的显微镜。

在碳纳米管的表征中，TEM可以用于观察碳纳米管的形貌、尺寸、结构和晶格等性质。

操作步骤如下：1. 准备样品：将待测样品制备成薄片，并将其放置在TEM网格上。

2. 调整参数：调整TEM的加速电压、放大倍数和探针电流等参数，以获取清晰的图像。

3. 观察样品：使用TEM观察样品，并记录下每个碳纳米管的形貌、尺寸、结构和晶格等性质。

四、拉曼光谱拉曼光谱是一种通过测量物质受激光照射后散射光的频率变化来分析其分子结构和化学键信息的技术。

在碳纳米管的表征中，拉曼光谱可以用于确定碳纳米管的结构和功率法数。

操作步骤如下：1. 准备样品：将待测样品放置在拉曼光谱仪上，并选择合适的激光波长。

2. 启动仪器：启动拉曼光谱仪，进行预热和自校准。

3. 测量样品：使用拉曼光谱仪测量样品，并记录下其拉曼光谱图像。

4. 分析数据：对拉曼光谱图像进行分析，确定碳纳米管的结构和功率法数等信息。

五、X射线衍射（XRD）X射线衍射是一种通过测量物质对X射线的散射来分析其晶体结构和晶格常数等信息的技术。

在碳纳米管的表征中，XRD可以用于确定碳纳米管的晶体结构和晶格常数。

碳纳米管拉曼表征
碳纳米管是一种由碳原子构成的纳米材料，其尺寸在纳米级别。

碳纳米管的一些特殊性质使其在纳米科技领域具有重要的应用价值。

为了了解碳纳米管的结构和性质，科学家们需要使用一些表征方法。

拉曼光谱是一种常用的表征方法之一，可以用来研究碳纳米管的结构、化学组成、形貌等方面的信息。

拉曼光谱是一种用于研究物质分子及其振动方式的非常有用的技术。

在拉曼光谱中，激光束照射到样品表面，激发分子的振动引起光散射，形成一条光谱线。

拉曼光谱中的峰位和峰形反映了样品分子的振动状态，从而可以推断其化学组成和结构。

对于碳纳米管的拉曼表征，主要是通过测量其G波和D波两个峰位来获得信息。

G波代表了碳纳米管的晶格振动模式，可以用来研究其结构和形貌等方面的信息。

D波代表了碳纳米管的结构缺陷和杂质，可以用来研究其质量和稳定性等方面的信息。

通过拉曼光谱的测量和分析，可以获得碳纳米管的一系列结构和性质参数，如直径、长度、寿命、载流子浓度等。

这些参数对于研究碳纳米管的应用和性质具有非常重要的意义。

最后需要注意的是，碳纳米管的拉曼表征需要使用高分辨率的拉曼光谱仪，同时
也需要进行一定的样品处理和预处理，以确保拉曼信号的准确性和可靠性。

因此，在进行碳纳米管拉曼表征时需要注意实验条件和数据处理等方面。

碳纳米管简介
碳纳米管(CNTs)是一种新型的石墨材料，它是由石墨片层卷曲而成的圆柱形结构，其直径范围一般为一纳米至几百纳米。

这些管状纤维的长度变化范围也很大，一般为几微米到几千微米；因此碳纳米管的长径比（长度与直径的比值）范围为一千~十万。

这么大的长径比以及独特的结构使得碳纳米管与众多其他材料有很大差别。

碳纳米管有很多独特的性质，例如，其强度是不锈钢的16倍，热导率为铜的5倍。

由于碳纳米管自身为粉末状态，它可能是构筑新型复合材料的最合适的添加剂。

将碳纳米管加入到聚合物、陶瓷或金属基体中后，可以显著提高主体材料的物理性质（如导电性、导热性和其他物理性质），其效果远远优于炭黑、碳纤维或玻璃纤维等传统添加剂。

碳纳米管可以分为单壁、双壁和多壁碳纳米管，其主要差别在于碳纳米管结构中石墨片层的数目。

为方便参考，这里列出了一些碳纳米管的常见性能参数：
1. 电阻率：10 -4 Ω-cm
2. 电流密度：107 amps/cm2
3.热导率：3,000 W/mK
4. 抗拉强度：30 GPa
1。

碳纳米管材料的结构形态表征摘要碳纳米管(CNTs)不仅具有独特的一维管状纳米结构，同时也是迄今为止发现的唯一同时具备超高机械力学性能、热性能和电性能的先进材料。

本文首先总结了碳纳米管的结构特点，接着对X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对碳纳米管结构形态的表征作了简要的阐述。

关键词碳纳米管结构形貌XRD SEM TEM1前言碳纳米管，又名巴基管，主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管组成，是1991年由日本电镜学家饭岛发现的。

一经发现，便在各个领域掀起了碳纳米管的研究热潮，研究的内容包括：碳纳米管的制备、性能及应用。

通过研究人们发现气相沉积法可以大规模地合成碳纳米管，使得碳纳米管的成本得到有效的降低，这也为碳纳米管的应用提供了坚实的基础。

碳纳米管(CNTs)不仅具有独特的一维管状纳米结构，同时也是迄今为止发现的唯一同时具备超高机械力学性能、热性能和电性能的先进材料。

作为一种高性能的纳米材料，碳纳米管在材料科学、传感技术和生物医学等方面具有广泛的应用前景，如作为工程材料的增强相、制作各种分子器件仞、生物、化学传感器、分子探针阎以及作为储氢、储能材料等。

但是由于CNTs之间强烈的范德华力存在以及CNTs大的长径比以及它的单空位缺陷，使得CNTs往往集结成束，而且由于CNTs本身所具有的难溶性和难处理性，使用完整的CNTs来构筑先进的器件仍然是一个难题。

近年来，越来越多的科研人员开始从事碳纳米管的功能化的相关工作，研究探讨碳纳米管的表征就显得相当重要。

2碳纳米管的结构及其XRD表征2.1碳纳米管的原子结构碳纳米管是一种具有特殊结构的一维量子材料，可看作是由片层结构的石墨卷成的无缝中空的纳米级同轴圆柱体，两端由半个富勒烯分子封项。

根据碳纳米管管壁的层数，碳纳米管可分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管，单壁碳纳米管可看成是由单层片状石墨卷曲而成的圆柱结构，而多壁碳纳米管可理解为多个不同直径的单壁碳纳米管相互嵌套而成，各管壁间间距约0.34 nm。

材料化学专业科研训练题目:碳纳米管类导电材料设计班级学号:0809020203姓名:文利指导教师:孙苗哈尔滨理工大学化学与环境工程学院2011年01月12日材料化学专业科研训练摘要碳纳米管为一种新型材料，近年来引起了人们的广泛关注，国内外对其都有一定的研究突破。

本文综述了碳纳米管的研究进展，介绍了碳纳米管的各项性能以及其原理，重点说明碳纳米管的导电性能。

最后提出了设计思路以及可能存在的问题。

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目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1 碳纳米管简介及发展史 (1)1.2 碳纳米管的分类 (2)1.3 碳纳米管的应用 (3)1.4 展望 (4)第2章 (6)2.1 碳纳米管的导电 (6)2.2 碳纳米管的活化 (8)2.3 碳纳米管的力学性能 (9)2.4 碳纳米管的传热 (10)2.5 碳纳米管的储氢 (11)第3章 (12)3.1 设计原理 (12)3.2 设计思路 (12)3.3 存在问题 (12)3.4 用途 (13)总结 (14)参考文献 (15)第1章绪论1.1碳纳米管简介及发展史在1991年日本NEC公司基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛(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,这就是碳纳米管。

现在被称作的“Carbon nanotube”，即碳纳米管,又名巴基管。

碳纳米管具有典型的层状中空结构特征,构成碳纳米管的层片之间存在一定的夹角碳纳米管的管身是准圆管结构，并且大多数由五边形截面所组成。

管身由六边形碳环微结构单元组成, 端帽部分由含五边形的碳环组成的多边形结构，或者称为多边锥形多壁结构。

是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级、管子两端基本上都封口）的一维量子材料。

它主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。

层与层之间保持固定的距离，约为0.34nm，直径一般为2～20nm。

福建教育学院学报二○○三年第十期碳纳米管结构概述陈展虹(福建教育学院信息技术系,福建福州350001)摘要:本文通过对碳纳米管的分类的描述、碳纳米管的合成方法、碳纳米管结构的表征、不规则碳纳米管的结构和欧拉定律、多壁碳纳米管概述、单壁碳纳米管的管束及管束环、碳纳米管结构的稳定性以及碳纳米管结构的观察等8各方面,综述了碳纳米管的一般特点,同时提供了较详细的参考资料。

文章重点描述了碳纳米管结构的表征。

关键词:碳纳米管;结构;合成;单壁碳纳米管;多壁碳纳米管中图分类号:O6文献标识码:A陈展虹：碳纳米管结构概述前言1959年,美国著名物理学家、诺贝尔物理学奖获得者F e y nem an 曾经预言:“如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性,就会看到材料的性能产生丰富的变化”。

他所说的材料就是现在的纳米材料。

1990年7月在美国召开的第一届国际纳米科学技术会议,正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支。

1996年10月瑞典皇家科学院宣布,两名美国人Sm alle y 和Curl 以及一名英国人K roto 因发现C 60而荣获诺贝尔化学奖。

他们的发现发表在1985年11月份出版的《自然》杂志上[1]。

碳纳米管(Carbon nanotube )是1991年由日本电子公司(NEC )的饭岛博士(S.I i j im a )在高分子透射电镜下观察C 60结构时发现的[2]。

碳纳米管在结构上与C 60同属一类,其强度比钢高出100倍,但重量只有钢的1/6。

碳纳米管在场发射器件、电子晶体管、储氢、太阳能利用、高效催化剂以纳米生物系统等方面应用以及纳米科学与技术本身均会带来革命性的变化。

随着C 60的出现,其同族物如C 70、C 76和C 84等也先后被发现,如今又发现碳纳米管,这说明C 60及其同族物,应作为碳的第三种稳定存在的晶体结构。

因此,晶形碳有金刚石、石墨、富勒碳(巴基球以C 60为代表、碳纳米管、巴基葱)三类。

碳纳米管的制备方法摘要：本文简单介绍了碳纳米管的结构性能，主要介绍碳纳米管的制备方法，包括石墨电弧法、催化裂解法，激光蒸发法等方法，也对各种制备方法的优缺点进行了阐述。

关键词：碳纳米管制备方法Preparation of carbon nanotubesAbstract： The structure and performance of carbon nanotubes are briefly introduced, and some synthesis methods, including graphite arc discharge method, catalytic crackingmethod, laser evaporation method and so on, are reviewed・ And the advantages and disadvantages of various preparation methods are also described・Key words： carbon nanotubes methods of preparation纳米材料被誉为是21世纪最重要材料，是构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，并且是性能最优异的材料。

碳纳米管是碳的一种同素异形体，它包涵了大多数物质的性质，其至是两种相对立的性质，如从高硬度到高韧性，从全吸光到全透光、从绝热到良导热、绝缘体/半导体/高导体和高临界温度的超导体等。

正是山于碳纳米材料具有这些奇异的特性，被发现的短短十儿年来，已经广泛影响了物理、化学、材料等众多科学领域并显示出巨大的潜在应用前景。

碳纳米管乂名巴基管，即管状的纳米级石墨晶体。

它具有典型的层状中空结构，构成碳纳米管的层片之间存在一定夹角，管身是准圆筒结构，并且大多数山五边形截面组成，端帽部分山含五边形的碳环组成的多边形结构。

碳纳米管性能参数碳纳米管性能参数，这是很多人想了解的内容。

碳纳米管于上世纪九十年代初被发现命名并且投入实际应用当中，虽然只有短短几十年，但是该材料已经在多个行业领域有了成熟的应用。

碳纳米管能够在多个行业领域投入实际应用，主要是基于其良好的物理化学性质。

下面就由先丰纳米给大家介绍一下碳纳米管性能参数。

1、力学性能碳纳米管具有良好的力学性能，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；它的弹性模量可达1TPa，与金刚石的弹性模量相当，约为钢的5倍。

对于具有理想结构的单层壁的碳纳米管，其抗拉强度为800GPa。

碳纳米管的结构虽然与高分子材料的结构相似，但其结构却比高分子材料稳定得多。

若将以其他工程材料为基体与碳纳米管制成复合材料, 可使复合材料表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性，给复合材料的性能带来极大的改善。

2、导电性能碳纳米管具有良好的导电性能，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6nm时，导电性能下降；当管径小于6nm时，CNTs可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。

有报道说Huang通过计算认为直径为0.7nm的碳纳米管具有超导性，尽管其超导转变温度只有1.5×10-4K，但是预示着碳纳米管在超导领域的应用前景。

3、传热性能碳纳米管具有良好的传热性能，CNTs具有非常大的长径比，因而其沿着长度方向的热交换性能很高，相对的其垂直方向的热交换性能较低，通过合适的取向，碳纳米管可以合成高各向异性的热传导材料。

另外，碳纳米管有着较高的热导率，只要在复合材料中掺杂微量的碳纳米管 ,该复合材料的热导率将会可能得到很大的改善。

如果想要了解更多关于碳纳米管的内容，欢迎立即咨询先丰纳米公司。

先丰纳米是江苏先进纳米材料制造商和技术服务商，专注于石墨烯、类石墨烯、碳纳米管、分子筛、黑磷、银纳米线等发展方向，现拥有石墨烯粉体、石墨烯浆料和石墨烯膜完整生产线。

碳纳米管的制备方法1 摘要:本文简单介绍了碳纳米管的结构性能，主要介绍碳纳米管的制备方法，包括石墨电弧法、催化裂解法，激光蒸发法等方法也对各种制备方法的优缺点进行了阐述。

关键词:碳纳米管制备方法 Preparation of carbon nanotubes Abstract: The structure and performance of carbon nanotubes are briefly introduced and some synthesismethods including graphite arc discharge method catalytic cracking method laserevaporation method and so on are reviewed. And the advantages and disadvantages ofvarious preparation methods are also described. Key words:carbon nanotubes methods ofpreparation 纳米材料被誉为是21世纪最重要材料，是构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，并且是性能最优异的材料。

碳纳米管是碳的一种同素异形体，它包涵了大多数物质的性质，甚至是两种相对立的性质，如从高硬度到高韧性，从全吸光到全透光、从绝热到良导热、绝缘体/半导体/高导体和高临界温度的超导体等。

正是由于碳纳米材料具有这些奇异的特性，被发现的短短十几年来，已经广泛影响了物理、化学、材料等众多科学领域并显示出巨大的潜在应用前景。

碳纳米管又名巴基管，即管状的纳米级石墨晶体。

它具有典型的层状中空结构，构成碳纳米管的层片之间存在一定夹角，管身是准圆筒结构，并且大多数由五边形截面组成，端帽部分由含五边形的碳环组成的多边形结构。

是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级、轴向尺寸为微米两级，管子两端基本上都封口)的一维纳米材料。