碳纳米管ZnO纳米复合体的制备和表征

碳纳米管与金属复合材料的制备及其催化性能研究碳纳米管（Carbon Nanotube，CNT）是具有独特物理化学性质的新颖碳材料，其具有高强度、高导电、高导热、细长型等特点，被广泛应用于材料科学、能源科学、生物医学和电子学等领域。

随着科学技术的不断发展，研究人员对碳纳米管的性质和应用进行了深入探索。

在现有研究成果的基础上，研究人员将碳纳米管与金属复合，进一步扩展了其在催化和电化学领域的应用。

一、碳纳米管与金属复合材料的制备碳纳米管与金属复合材料的制备有多种方法，包括化学气相沉积法、电化学沉积法、热还原法、电子束辐照法、原位合成法等。

在这些方法中，化学气相沉积法是制备碳纳米管与金属复合材料的主要方法之一。

该方法是通过在高温和高压下将金属原子和碳原子气体混合物置于反应室中，使金属原子和碳原子在催化剂的作用下进行反应从而得到碳纳米管与金属的复合材料。

另外，原位合成法也是一种常用的制备碳纳米管与金属复合材料的方法。

这种方法是将金属、碳源和气体一起加入反应器中进行反应，通过催化剂的作用，将金属和碳源反应形成碳纳米管与金属的复合材料。

此外，热还原法或电子束辐照法也是制备碳纳米管与金属复合材料的有效方法。

这些方法可以通过直接在金属表面生长碳纳米管，将碳纳米管与金属表面紧密连接，从而得到碳纳米管与金属复合材料。

二、碳纳米管与金属复合材料的催化性能研究碳纳米管与金属复合材料具有良好的催化性能，在催化和电化学反应中有广泛的应用。

下面我们将针对两个典型应用范畴进行具体阐述。

（一）氧还原反应氧还原反应（Oxygen Reduction Reaction，ORR）是一种复杂的电化学过程，其有效催化剂对于开发高效的燃料电池至关重要。

研究表明，碳纳米管与金属复合材料可以作为氧还原反应的催化剂。

以碳纳米管与铂金属复合材料为例，其具有良好的电导率和催化活性，能够极大地提高氧还原反应的效率。

此外，钯、铳、镍等金属的氧化物与碳纳米管复合也具有良好的氧还原活性，可以用作ORR催化剂。

碳纳米管增强铝基纳米复合材料制备及性能研究碳纳米管增强铝基纳米复合材料是一种新型的高性能材料，具有独特的优势。

随着科技的不断进步，越来越多的研究人员开始关注这一领域。

本文将探讨碳纳米管增强铝基纳米复合材料制备及其性能研究。

一、碳纳米管碳纳米管是由碳原子排列成的管状结构，直径在几纳米到几十纳米之间，长度可以从纳米到厘米级别。

它具有高强度、高导电性和高导热性等特点，被认为是一种理想的纳米材料。

二、铝基纳米复合材料铝基纳米复合材料是由铝基合金和纳米材料混合制成的复合材料，具有高强度、高硬度、高韧性、高耐腐蚀性和高温稳定性等特点。

与传统的铝合金相比，铝基纳米复合材料的机械性能更加优越。

三、碳纳米管增强铝基纳米复合材料将碳纳米管添加到铝基纳米复合材料中可以改善其力学性能、导电性能和导热性能等。

碳纳米管与铝基复合材料的结合可以增加其界面强度和弹性模量，同时也可以增加其准晶程度和基体强度。

因此，碳纳米管增强铝基纳米复合材料具有非常好的综合性能。

四、碳纳米管增强铝基纳米复合材料的制备碳纳米管增强铝基纳米复合材料的制备方法主要包括机械合金化、熔体渗透、电化学合成和等离子喷涂等方法。

其中，机械合金化方法是一种广泛应用的方法，它可以实现大规模的制备。

五、碳纳米管增强铝基纳米复合材料的性能研究碳纳米管增强铝基纳米复合材料的性能研究主要包括力学性能、导电性能和导热性能等方面。

研究表明，添加适量的碳纳米管可以显著提高铝基纳米复合材料的力学性能，增加导电性能和导热性能。

同时，不同制备方法和制备参数也会对其性能产生影响。

六、未来发展碳纳米管增强铝基纳米复合材料的应用前景十分广泛。

它可以被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电器、医疗器械和建筑材料等领域。

未来，我们需要进一步加强对这种新型材料的研究，探索更加高效的制备方法和更加理想的应用场景。

七、结论碳纳米管增强铝基纳米复合材料是一种非常有前途的新型高性能材料。

研究表明，它具有非常好的力学性能、导电性能和导热性能等优势，可以被广泛应用于多个领域。

碳纳米管增强复合材料的制备与性能研究近年来，碳纳米管（Carbon Nanotube，简称CNT）因其出色的力学性能和独特的电子性质，成为研究领域的热门话题之一。

在复合材料领域，将CNT作为增强填料注入基体中，可以大幅度提升材料的力学性能，使复合材料具备更广泛的应用潜力。

首先，我们来了解一下碳纳米管的制备方法。

目前，常用的制备碳纳米管的方法主要有热解法和化学气相沉积法。

热解法是通过将碳源（例如甲烷、乙炔等）加热至高温，使其分解生成纳米级碳粉末，再通过高温炉进行淀粉状碳纳米管的制备。

化学气相沉积法则是在特定的温度和压力条件下，将金属催化剂与碳源气体（例如苯、甲烷等）共同进入炉管，通过热裂解反应在金属催化剂表面形成碳纳米管。

这两种方法各有优劣，根据具体需求选择合适的方法进行制备。

然而，对于碳纳米管的应用而言，单纯制备碳纳米管还不足以满足要求，还需要将其与基体材料相结合，形成增强复合材料。

常见的方式是通过浸渍法或机械混合法将碳纳米管注入到基体中。

浸渍法是将碳纳米管悬浮液浸渍于基体表面，并通过真空或气压的作用使其渗透至基体内部，达到均匀分散的目的。

机械混合法则是将碳纳米管与基体材料一同进行混合，利用机械力将其均匀分散。

这两种方法的选择取决于基体材料的性质和应用场景。

通过以上的制备方法，得到的碳纳米管增强复合材料具备了优异的力学性能。

首先，碳纳米管以其高强度和高刚度，使得增强复合材料的强度得到显著提升。

研究表明，在添加低浓度的碳纳米管的情况下，复合材料的拉伸强度可以提高 30%-100%。

其次，碳纳米管具有优异的导电性，可以赋予复合材料良好的导电性能。

这样的复合材料多用于电子元器件、防静电材料等领域。

此外，碳纳米管还具有优异的导热性能，使得复合材料具备了良好的散热性能，适用于热管理领域。

然而，碳纳米管增强复合材料的制备与性能研究仍有待进一步深入。

首先，目前碳纳米管的制备方法仍存在高成本、低产率的问题，限制了其在工业化生产中的应用。

碳纳米管的制备与性质碳纳米管是一种由碳元素构成的纳米材料，可以用作制造高性能电子产品，如电池、传感器、晶体管和显示器等。

此外，碳纳米管还具有优异的力学性能和导电性能，因此在机械学和材料科学领域也具有广泛的应用。

本文将介绍如何制备碳纳米管以及它们的性质。

制备碳纳米管的方法碳纳米管的制备方法主要有两种：1.化学气相沉积(CVD)法；2.电弧放电法。

CVD法是最常用的方法，它利用化学反应将碳物质在高温下转化为纳米管状结构。

该方法的主要步骤如下：第一步：用化学气相沉积技术沉积一层Ni或Co薄膜在硅基底上，通过Ni或Co在高温下化学反应，产生碳纳米管。

第二步：将硅基底连同Ni或Co层放在高温炉中，在惰性气体氧化或空气中加热，使Ni或Co层结晶。

第三步：在高温惰性气体或空气中，对Ni或Co层进行氧化，Ni或Co与摄氏度高于1000度的碳沉淀反应开始。

第四步：化学反应过程中形成微米大小的Ni或Co碳化合物颗粒，碳近球形分布在Ni或Co颗粒外。

甚至在高度下压的情况下，碳颗粒仍然呈东西向的纤维状和圆盘状纳米管。

电弧放电法基本上是在惰性气氛下用两个碳电极作为反应器，在碳电极之间施加高电压（20-30伏），并使用相应的电流源（10-100安培），一般在自然气氛下，在它们之间形成等离子体放电。

在高温高压等离子体条件下，碳原子会在电弧之间形成纤维碳，最终沉积在电极上。

该过程可以使用钨、铑、铱等惰性金属纯电极放电。

通过对电弧放电的控制和控制气体成分，可以制造不同形状和结构的碳纳米管。

碳纳米管的性质碳纳米管是由碳原子排成的蜂窝状结构组成的，具有很高的结构稳定性和热稳定性，因此具有许多独特的性质。

下面介绍一些主要的性质：1.力学性能：碳纳米管具有极高的力学强度和弹性模量，可以作为强度和刚性材料使用。

2.导电性能：碳纳米管具有优异的导电性能，可以作为高导电材料使用。

3.热传导性能：碳纳米管具有很高的热传导性能，因此在制造纳米加热器和热电极等方面具有潜在的应用价值。

第37卷第2期2009年2月化　工　新　型　材　料N EW CH EMICAL MA TERIAL S Vol 137No 12・35・基金项目:国家自然科学基金(20871042),河南科技学院博士基金0703作者简介:王雪静(1967-),女,副教授,博士,研究方向:无机材料。

碳纳米管/氧化镁纳米复合材料的制备和表征王雪静13　陈得军2　周建国2(11河南科技学院化学化工学院,新乡453003;21河南师范大学化学与环境科学学院,新乡453007)摘　要　以碳纳米管为模板,采取前驱物分解法合成了碳纳米管/氧化镁纳米复合材料,用XRD 、IR 、SEM 和T G 2D T G 对产物进行了表征。

结果表明,产物是由氧化镁均匀包裹在碳纳米管上构成的一种复合材料,管径约100nm 。

和碳纳米管相比,复合材料管径变粗且表面粗糙。

关键词　碳纳米管,氧化镁,前驱物分解,纳米复合材料Synthesis and characterization of the carbon nanotubes/magnesium oxidenanocomposite by precursor decomposing methodWang Xuejin 1　Chen Dejun 2　Zhou Jianguo 2(11Chemist ry and Chemical Engineer School ,Henan Instit ute of Science and Technology ,Xinxiang 453003;21College of Chemistry &Environmental Science ,Henan Normal U niversity ,Xinxiang 453007)Abstract Carbon nanotubes/magnesium oxide nanocomposite was prepared by precursor decomposing method.The samples were characterized by XRD ,IR ,SEM and EDS.The results showed that nanocomposite was composed of car 2bon nanotubes coated evenly by magnesium oxide ,with a diameter of pared with carbon nanotube ,the diame 2ter of nanocomposite became bigger and the surface became coarser.K ey w ords carbon nanotube ,magnesium oxide ,precursor decomposing ,nanocomposite 碳纳米管(CN Ts )因其超强力学性能而成为复合材料领域最有前景的研究热点之一。

碳纳米管的制备与应用研究进展碳纳米管是一种高度可控的新材料，具有优异的力学性能、导电性能和热导性能。

它有很多广泛的应用，例如纳米电子学、光电储存、传感器、复合材料等。

在制备和应用方面，碳纳米管的研究一直是材料科学领域的热点之一。

本文将介绍碳纳米管的制备方法和应用研究进展。

1.碳纳米管的制备方法碳纳米管的制备方法主要包括两种：单壁碳纳米管的制备和多壁碳纳米管的制备。

单壁碳纳米管可以使用化学气相沉积、电弧法和激光热解法等方法制备。

而多壁碳纳米管的制备可以使用等离子化学气相沉积、化学气相沉积、化学气相氧化还原法、高压水热法等方法制备。

其中，等离子化学气相沉积法被认为是制备高质量碳纳米管的一种有效方法。

在这种方法中，金属催化剂和加热源被放置在石英管中，通过气相反应制备碳纳米管。

这种方法可以获得高质量的碳纳米管，但成本较高。

化学气相沉积法则常被用于制备大面积单壁碳纳米管膜，在这种方法中碳源物质被分解，然后在合适的条件下聚合形成碳纳米管。

这种方法具有制备面积大的优点，但制备的碳纳米管不稳定。

高压水热法则在保持碳纳米管晶格结构高度连续和高可控性方面具有很大的潜力。

2.碳纳米管的应用研究进展（1）纳米电子学碳纳米管在纳米电子学领域的应用研究进展非常迅速。

由于其极小的尺寸和优异的电学性能，碳纳米管被认为是一种理想的纳米电子元器件。

由于单壁碳纳米管比多壁碳纳米管的电学性能更加优良，所以在纳米电子学领域，单壁碳纳米管得到了更多的关注。

碳纳米管晶体管在纳米电子学中是一个重要的应用领域。

它们由一个金属电极、一个半导体电极和一个碳纳米管电极组成，可以用于制作高效的电荷传输装置。

然而，碳纳米管晶体管也存在许多问题，例如金属/碳纳米管接触的电阻、电极标记位置不一致、多个管子强耦合等。

（2）传感器碳纳米管在传感器中的应用也具有很大的发展前景。

由于碳纳米管的高表面积、高强度和优异的电学性能，碳纳米管传感器能够快速、灵敏地检测各种化合物。

第22卷第2期高分子材料科学与工程V o l.22,No.2　2006年3月PO LYM ER M ATERIALS SCIENC E AN D EN GIN EERING M ar.2006碳纳米管/聚甲基丙烯酸甲酯复合粒子的制备及表征周　建,白华萍,李凤生,崔　平,周龙梅,姜　炜(南京理工大学国家特种超细粉体工程技术研究中心,江苏南京210094)摘要:采用乳液聚合法制备了CN T s/PM M A复合粒子,并用T EM,SEM,F T-IR,X RD对其进行了表征。

结果表明,PM M A均匀地包覆在碳纳米管表面,并且碳纳米管也参与了M M A的聚合反应。

采用T G分析了经过抽提后的CN Ts/PM M A复合粒子,结果表明,使用Tw een-80为乳化剂时PM M A在碳纳米管表面的包覆量为35.04%。

关键词:碳纳米管;聚合物;乳液聚合;复合粒子中图分类号:T B383 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2006)02-0090-03 碳纳米管作为一种新型的准一维功能材料,具有很大的长径比,这种独特的结构,使它具有优良的力学性能。

碳纳米管的弹性模量可达1TPa,约为钢的5倍[1～3],因此其在复合材料领域具有广泛的应用前景[4]。

但Ajayan等人将碳管与环氧树脂、沥青混合,发现其对聚合物强度的影响不大,他们认为是碳管之间的团聚以及碳管与聚合物之间的界面作用力较弱使其起不到有效的增强作用[5]。

由于碳管由C-C链结构组成,与高分子链结构相近,因此将碳纳米管与高分子材料进行复合,可能产生有机结合,获得性能优异的纳米复合材料。

经过酸改性处理的碳纳米管表面会产生大量含氧官能团,在碳纳米管与聚甲基丙烯酸甲酯复合时,含氧官能团能参与甲基丙烯酸甲酯的聚合反应,这样有利于改善碳纳米管在基体中的分散性。

本文采用乳液聚合法制备了碳纳米管/聚甲基丙烯酸甲酯(CN Ts/PM M A)复合粒子,并对复合粒子的结构进行了分析表征。

碳纳米管增强复合材料的制备与性能研究碳纳米管增强复合材料（Carbon Nanotube Reinforced Composites，简称CNT/Composites）是近年来材料科学领域的一项重要研究内容。

通过将碳纳米管（Carbon Nanotubes，简称CNTs）加入到基体材料中，可以显著提升复合材料的力学性能和导电性能。

本文将从制备方法、性能改进和应用前景三个方面，介绍碳纳米管增强复合材料的研究进展。

首先，关于CNT/Composites的制备方法，最常用的方法是层层堆砌法。

这种方法通过将CNTs与基体材料交替层层叠加，利用van der Waals力使得CNTs形成三维网络结构，从而提高复合材料的强度、硬度和韧性。

此外，还可以使用溶液浸渍、阳离子交换等方法将CNTs均匀分散到基体材料中，以获得更好的综合性能。

随着科学技术的进步，制备方法不断改进，已经可以实现大规模、高效率的制备。

其次，CNT/Composites可以显著改善复合材料的力学性能。

由于CNT具有出色的力学性能，作为增强相加入到复合材料中可以使其强度和刚度大幅提升。

实验证明，仅添加少量的CNTs就可以使复合材料的强度提高近倍，同时还能增加韧性和疲劳寿命。

此外，CNT还具有优异的导电性能，使得CNT/Composites可用于电子器件和导电复合材料。

这些优良性能使得CNT/Composites成为领域内备受关注的研究课题。

最后，CNT/Composites的应用前景广阔。

在航空航天、汽车、电子等领域，对高性能材料的需求日益增长，CNT/Composites因其优异的性能而备受关注。

例如，在航空航天领域，CNT/Composites可以用于制造轻量化结构件，提升飞机的燃油效率和载荷能力。

在电子领域，CNT/Composites可以应用于柔性电子器件、传感器等领域，为电子产品的发展带来新的可能性。

此外，CNT/Composites还可以用于电池、储能材料等节能环保领域，发挥重要作用。

碳纳米管的制备及应用碳纳米管是一种结构特殊的纳米材料，由于其独特的结构和性质，被广泛应用于各个领域。

本文将从碳纳米管的制备和应用两个方面进行介绍。

一、碳纳米管的制备碳纳米管的制备方法主要有化学气相沉积法、电弧放电法、激光热解法、物理气相沉积法、化学液相法等。

其中，化学气相沉积法是目前制备碳纳米管的主要方法。

该方法是通过对一种碳源或碳和气体的反应，生成碳纳米管。

具体步骤为：1、将金属催化剂（如铁、镍、钴等）置于石英玻璃管中，加热至较高温度。

2、在金属催化剂的表面构筑碳源分子，如甲醛、乙烯等。

3、在高温下实施气相反应，生成碳纳米管。

此外，还可以利用物理气相沉积法制备碳纳米管。

该方法是利用低压下的等离子体或离子束在金属催化剂表面生成碳原子，通过控制反应温度和时间等参数，实现碳纳米管的控制生长。

化学液相法则是采用溶胶胶凝法和液相氧化法等方法在溶液中合成碳纳米管，这种方法制备的碳纳米管纯度高，可控性较好。

二、碳纳米管的应用1、电子领域由于碳纳米管具有高导电性、热稳定性和机械强度等特点，因此广泛应用于电子领域。

碳纳米管可以被用来制作场发射器、晶体管、发光二极管等电子元件，具有重要的应用价值。

2、生物医学领域由于碳纳米管具有高表面积、强光吸收、低毒性等特点，因此在生物医学领域也有广泛应用。

碳纳米管可以被用来制作药物载体、生物传感器和基因传递系统等，可以在癌症治疗、生物成像、疾病诊断等方面发挥作用。

3、制备材料领域碳纳米管可以与其他材料组合使用，制备出具有特殊性能的材料。

如与金属组合，可以制备出具有高强度、高硬度和高导电性的复合材料；与聚合物组合，可以制备出具有较高导电率和较好机械强度的聚合物复合材料。

4、油气开采领域在油气开采领域，碳纳米管可以被用作催化剂载体、油管涂层等，具有高度的应用前景。

碳纳米管可以被用来制备分离材料或改性涂料，用于地下油藏的渗透调节、油品分离、纯化和催化转化等领域。

总之，碳纳米管以其独特的结构和性质，在各个领域有着广泛的应用。

碳纳米管复合材料碳纳米管是一种由碳原子构成的纳米材料，具有极高的强度和导电性能。

碳纳米管复合材料是将碳纳米管与其他材料结合而成的复合材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。

本文将从碳纳米管的特性、制备方法、以及在复合材料中的应用等方面进行介绍。

首先，我们来了解一下碳纳米管的特性。

碳纳米管具有极高的比表面积和机械强度，同时具有优异的导电性和导热性能。

这使得碳纳米管在复合材料中具有很大的优势，可以显著提高复合材料的力学性能和导电性能。

此外，碳纳米管还具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性，能够在恶劣的环境下保持稳定的性能。

其次，我们来看一下碳纳米管复合材料的制备方法。

目前，制备碳纳米管复合材料的方法主要包括物理混合法、化学还原法和原位合成法等。

物理混合法是将碳纳米管与其他材料进行机械混合，然后通过热压或注塑等工艺将其制备成复合材料。

化学还原法则是利用化学方法将碳纳米管与其他材料进行还原反应，形成复合材料。

原位合成法则是在制备过程中直接在碳纳米管上合成其他材料，形成复合材料。

这些方法各有优缺点，可以根据具体的应用需求选择合适的方法。

最后，我们来讨论一下碳纳米管复合材料在各个领域的应用。

碳纳米管复合材料在航空航天、汽车制造、电子设备、医疗器械等领域都有着广泛的应用。

在航空航天领域，碳纳米管复合材料可以制备轻质高强度的结构材料，用于制造飞机、卫星等航天器件。

在汽车制造领域，碳纳米管复合材料可以制备高强度、耐磨损的汽车零部件，提高汽车的安全性和耐久性。

在电子设备领域，碳纳米管复合材料可以制备柔性电子材料，用于制造柔性显示屏、柔性电池等产品。

在医疗器械领域，碳纳米管复合材料可以制备生物相容性良好的材料，用于制造人工骨骼、人工关节等医疗器械。

总之，碳纳米管复合材料具有优异的性能和广泛的应用前景，将在未来得到更广泛的应用。

随着制备技术的不断进步和应用领域的不断拓展，碳纳米管复合材料将为人类社会带来更多的惊喜和便利。