新型纳米材料——纳米碳管

纳米碳管是一种新型的纳米材料，其独特的分子结构和性能引起了人们的广泛关注。本文从材料科学的角度简要介绍了纳米碳管的发现、发展、制备方法、分子结构以及在材料领域的广泛应用和重大意义。     

纳米碳管的纯化

纳米碳管是一种新型的纳米材料和碳分子 ,其独特的分子结构和性能引起了人们的广泛关注。纳米碳管的纯化是纳米碳管研究领域的一个重要课题。本文综述了纳米碳管的几种纯化方法及其相关机理。     

纳米碳管的纯化

纳米碳管是一种新型的纳米材料和碳分子,其独特的分子结构和性能引起了人们的广泛关注。纳米碳管的纯化是纳米碳管研究领域的一个重要课题。本文综述了纳米碳管的几种纯化方法及其相关机理。     

纳米碳管电化学储氢的研究进展

纳米碳管的储氢是近年来纳米碳管领域研究的一个热点。纳米碳管储氢研究有两种方法，一种是气相法，另一种是电化学法。本文对纳米碳管电化学储氢的基本原理、纳米碳管电化学储氢的理论计算以及氢与纳米碳管的相互作用机制，特别是目前单壁和多壁纳米碳管电化学储氢的实验研究进展进行了综述，展望了利用其电化学储氢特性作为高性能电池的可能性。     

纳米碳管及其合成

阐述了纳米碳管的结构，包括纳米碳管石墨层堆垛形式，帽状结构以及表征纳米碳管结构的直径和螺旋性，并对纳米碳管的三种主要合成方法及其合成原理，影响因素进行了简单的分析。     

纳米碳管结构差异对树脂炭包覆硅/纳米碳管复合材料电化学性能的影响

采用聚乙烯醇（PVA）树脂炭化的方法，制备了PVA树脂炭包覆硅／不同纳米碳管复合材料，通过X-射线、高分辩电镜观察和电化学性能测试等手段比较研究了单壁、双壁和多壁纳米碳管作为弹性导电网络缓解硅在充放电过程中体积变化方面的效果。结果表明，单壁纳米碳管和双壁纳米碳管比多壁纳米碳管能够更好地缓解硅在循环过程中产生的结构和体积变化，这主要是因为其长径比大，缠裹效果更好。单壁纳米碳管和双壁纳米碳管具有相近的直径、长径比及宏观分布形式，但在循环过程中，双壁纳米碳管的结构稳定性好于单壁纳米碳管，进而其缓解硅结构变化的效果更好。     

纳米碳管储氢机理的电化学研究

对流动催化剂法制备的平均直径为6nm的多壁纲米碳管（Multi-walled carbon nanotubes,MWNTs)进行纯化处理，提纯后的多壁纳米碳管利用透射电镜（TEM）表征和电化学储氢研究。同时对该纳米碳管电极进行了自放电实验。结果表明：多壁纳米碳管具有奶高的电化学储氢容量（739mAh/g），但氢与多壁纳米碳管之间的作用力很微弱，氢很容易从多壁纳米碳管中逃逸出。另外，通过对多壁纳米碳管的气相储氢性能的测试，根据实验结果推测；纳米碳管电化学储氢和气相储氢的主要吸附机理相同，即都是物理吸附。     

纳米碳管在聚合物中的应用及其复合材料研究进展

介绍了纳米碳管的制备、表面改性等，论述了纳米碳管在聚合物中的应用及其复合材料的制备方法和研究进展，并总结了存在的主要问题，展望了纳米碳管／聚合物基复合材料的应用前景。     

纳米碳管的制备及生长机理的研究进展

纳米碳管的研究是纳米材料研究的一个新领域，综述了纳米碳管的研究发展，主要是纳米碳管的制备及生长机理方面的新进展。     

单壁纳米碳管制备方法的新进展

纳米碳管以其独特的结构、优异的物理化学性质以及超高的力学性能而具有巨大的应用前景．单壁纳米碳管作为纳米碳管结构的基础，在纳米电子器件、单电子器件、储能材料等方面表现出了良好的性能．基于对单壁纳米碳管的研究，综述了近年来在单壁纳米碳管制备技术方面取得的最新进展，其中包括电弧放电法、化学气相沉积法以及激光蒸发法等方法，并讨论了在不同方法中影响单壁纳米碳管生长的几个关键因素．     

纳米碳管／聚酰亚胺复合材料制备与性能研究

利用纳米碳管的N甲基吡咯烷酮分散液，通过改变纳米碳管表面的性质和薄膜的制备条件，成功地制备了一系列均匀的纳米碳管，聚酰亚胺薄膜。研究结果表明，添加酰氯化后的纳米碳管到聚酰亚胺中可以改善聚酰亚胺的拉伸性能，而对聚酰亚胺的热稳定性和光学性质没有明显的影响。当添加1．0％的纳米碳管时，与纯PI相比复合材料的弹性模量增加了25．6％，拉伸强度增加了31．0％，断裂伸长率增加了7．6％。     

纳米碳管阵列

在概括纳米碳管阵列特异的场发射效应及在场发射器方面应用前景的基础上，介绍了合成纳米碳管阵列的研究历程以及化学气相沉积法在纳米碳管阵列合成方面的重要意义，就当前纳米碳管阵列的快速合成与低温合成两个发展方向进行了概述，并指出等离子体化学气相沉积法能有效地用于纳米碳管阵列的低温合成。     

一种基于CVD法的纳米碳管微观分析及场致发射特性的研究

将化学气相沉积法（CVD）制备的纳米碳管提纯后，用透射电镜（TEM）观测了它的微观结构，通过实验对纳米碳管在不同温度下生长的结构特性进行了分析比较，得出了纳米碳管生长的最佳温度为750℃；并对纳米碳管粉体的拉曼（Raman）光谱进行了分析，得到了与透射电镜观测相一致的结论；最后测试了纳米碳管的场致发射特性．     

水基碳管纳米流体制备及其热物性实验研究

采用添加表面活性剂阿拉伯胶(GA)的方法制备碳管纳米流体,并对不同长径比以及经球磨、酸化处理的碳管纳米流体热物性进行了研究。通过透射电子显微镜和扫描电子显微镜观察表明,所制备的碳管纳米流体具有很好的分散性和稳定性。碳管纳米流体热物性实验结果表明,碳管的比表面积和直线度是碳管长径比影响纳米流体热导率的主要因素。碳管经球磨处理时,随球磨时间延长,碳管长径比和直线度先后对纳米流体热导率提升起主导作用,碳管酸化处理后,改善了其分散性并降低了接触热阻,这是纳米流体热导率提高的主要因素。但随着碳管酸化时间的延长,碳管长径比起主导作用。碳管纳米流体的粘度主要受碳管分散性和直线度的影响。     

熔融纺丝方法制备纳米碳管/聚丙烯复合纤维及其拉伸性能

采用传统的熔融纺丝技术大量制备了定向性良好的纳米碳管／聚丙烯复合纤维。扫描电镜观察证实了纳米碳管在纤维里的定向性以及分散性都得到了较大的改善。通过拉伸实验测试了纳米碳管／聚丙烯复合纤维的力学性能，采用weibull统计分析发现纳米碳管的添加显著提高了复合纤维的拉伸强度，当添加纳米碳管的质量分数达到3％时，纤维强度最高，达到61MPa，超过聚丙烯纤维强度120％。复合纤维拉伸断口的形貌特征也证实了纳米碳管添加对复合纤维拉伸性能影响存在临界现象。     

以煤为碳源直流电弧法制备单壁纳米碳管绳

以太西无烟煤为碳源，以稀土氧化物La2O3和过渡金属Ni为催化剂制备复合的煤基炭棒，采用直流电弧放电技术，成功实现了单壁纳米碳管绳的批量制备。用TEM和Raman光谱技术对纳米碳管绳产品进行了分析表征。结果表明：太西煤是制备单壁纳米碳管的合适碳源；电弧放电得到的煤基单壁纳米碳管的直径分布在2．01nm-1．80nm之间；双金属催化剂Ni-La在单壁纳米碳管的形成过程中存在协同作用，其催化活性优于其中的单一组分。     

分叉纳米碳管与直纳米碳管拉伸力学特性的分子动力学研究

采用分子动力学方法,模拟了分叉纳米碳管与直纳米碳管的拉伸过程,对比、分析了分叉纳米碳管与直纳米碳管的拉伸力学性能。研究表明,分叉纳米碳管拉伸时的屈服与断裂发生在其粗管与细管过渡处,其抗拉强度与韧性分别低于直纳米碳管24％和17％,然而,其弹性模量却与直纳米碳管相当。     

CVD一步法制备纳米碳管的研究

CVD法是制备纳米碳管的重要方法。本文研究了以乙炔为原料气，无需预先还原催化剂，以一定的程序速率从500℃升至750℃一步法生长纳米碳管，直接制备出了管径在8-12nm之间，石墨化程度好的纳米碳管。同时，对升温速率、原料气配比等因素进行了讨论，确定了CVD一步法制备纳米碳管较佳条件范围。     

一种新型灯泡

清华大学和美国路易斯安那州立大学发明了一种新型灯泡，用纳米碳管取代钨丝作为灯丝，在节省用电和亮度方面都超过了传统的灯泡。纳米碳管灯泡的出现将会在这一领域带来一场革命。1991年，日本科学家饭岛澄男最先发现了纳米碳管。随后在很短的时间内，     

硫促进剂对单壁纳米碳管生成的影响

研究了有机物催化热解法中硫生长促进剂对单壁纳米碳管生成的影响，结果表明，含硫生长促进剂能促进单壁纳米碳管的生成，提高产率，并改变其直径数值的分布；促进剂的添加量大，纳米碳管的直径也大。