之一,碳纳米管的结构为完整的石墨网格,因此其理论强度接近于碳碳键的强度。理论预测其强度大约为钢的100倍,而密度只有钢的1/6,并具有很好的柔韧性。因此被称之为超级纤维,可用于高级复合材料的增强体,制成轻质、高强的太空缆绳,在航空、航天等高技术领域大显身手。此外,碳纳米管还具有很好的吸附特性,如高效储存氢气。碳纳米管的制备方法基体法喷淋法化学气相沉积法浮游法多壁碳纳米管球磨法电解法低温固体热解法纳米管制备方法扩散火焰法电弧法激光蒸发法单壁碳纳米管化学气相沉积法太阳能法电弧法电弧法(laserablation)指在3000~4000℃的高温下,两电极间气体空间导电,通过优化惰性气体的种类及压力、电流的性质、电压及电极的相对尺寸等反应条件,使固体碳源蒸发并进行结构重排,从而制得大量碳纳米管。电弧法的工艺参数较易控制,但制备装置复杂,不适合大批量连续生产。化学气相沉积法化学气相沉积法(chemica-vapourdespositonCVD)是以易分解的有机物为碳源,在500-1200℃温度范围内在过渡金属元素催化剂的作用下,使碳源分解产生碳原子。常见的CVD方法有等离子体增强CVD(PECVD)和热CVD(TCVD)。PECVD通过等离子体的诱导和刻蚀实现了碳纳米管的定向生长,制备出疏密可控、垂直性好的定向碳纳米管阵列。PECVD的要求较高,而且其腔体尺寸限制了碳纳米管阵列的面积,不利于制备大面积的碳纳米管阵列。TCVD大多是要通过在模板(如多孔硅、氧化铝及沸石)上沉积金属催化剂颗粒,然后实现碳纳米管阵列的生长。激光烧蚀法激光烧蚀法通常采用脉冲激光照射到含有过渡金属催化剂的石墨靶上,在惰性气氛中维持约1200℃的温度,被激发成纳米碳管的石墨靶由保护气流带走沉积在收集器上。激光烧蚀法合成的单壁纳米碳管纯度高,但所用设备比较昂贵,合成单壁纳米碳管的量极其有限且容易缠结,因而难以推广。
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