碳纳米管合成及其应用ppt课件.ppt

碳纳米管合成及其应用主要内容:碳纳米管的背景介绍碳纳米管的发现碳纳米管结构碳纳米管的独特性能碳纳米管的制备应用前景碳纳米管的背景介绍“贵比黄金,细赛人发”的碳纳米管(T)是由石墨中一层或若干层碳原子卷曲而成的笼状“纤维”。管身由六边形碳环微结构单元组成,端帽部分由含五边形碳环组成的多边形结构,是一种纳米级的一维量子材料。由于它们的直径基本都在纳米尺度,所以称其为纳米碳管。金刚石,C60,石墨,(10,10)型纳米碳管FromNanotubeimagegalleryatRiceUniversity碳纳米管的发现在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,这就是现在被称作的“Carbonnanotube”,即碳纳米管,又名巴基管。碳纳米管结构1)按形态分变径型普通封口型洋葱型海胆型竹节型念珠型纺锤型螺旋型其他异型2)碳纳米管依其结构特征可以分为三种类型:扶手椅式纳米管,锯齿形纳米管和手型纳米管。扶手椅式纳米管锯齿形纳米管3)碳纳米管按照石墨烯片的层数分类碳纳米管按照石墨烯片的层数分类可分为:单壁碳纳米管(Single-wallednanotubes,SWNTs)和多壁碳纳米管(Multi-wallednanotubes,MWNTs)。与多壁管相比,单壁管是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,具有更高的均匀一致性。单壁碳纳米管直径为1-6nm多壁碳纳米管直径nm→μm碳纳米管的性能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。 1)力学性能碳纳米管的硬度与金刚石相当,却拥有良好的柔韧性,可以拉伸。美国宾州州立大学的研究人员称,碳纳米管的强度比同体积钢的强度高100倍,重量却只有后者的1/6到1/7。碳纳米管因而被称“超级纤维”。碳纳米管的性能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;Ts可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。,×10-4K,但是预示着碳纳米管在超导领域的应用前景。