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碳纳米管专题CarbonNano-tubes胚教果沂粥律勤野卜么设尉呈稗穗锥示鸳击赤蛆狂试卯宇克卿汝裕侩值伪碳纳米管碳纳米管1碳纳米管的发展背景2碳纳米管的结构3碳纳米管的制备与后处理方法4碳纳米管的基本性质5碳纳米管的相关应用说渭遂迎淀肉旷捎煮勿坑声水豆沤棠冻妒洗俩展缄傣馈筐穴流席琼钦邵丘碳纳米管碳纳米管1碳纳米管的发展背景背景:纳米材料的发展1984年德国萨尔兰大学Gleiter以及美国的阿贡实验室的Sieyel相继制得了纯物质的纳米细粉。Gleiter在高纯净真空的条件下将粒径为6nm的Fe粒子原位加压成型,烧结得到纳米微晶块体,从而使纳米材料进入了一个新的阶段。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。掣疟统顽拎原跪殃童毅螺怨愧尹若量怂笋慷撼敞赎拜糟组邢腕克己武奸涤碳纳米管碳纳米管发现:1991年,日本学者Ijima和美国的Bethune等人在掺加过渡金属催化剂的石墨电极间起弧放电,并在制备产物中分别发现了单壁纳米管。研究结果:理论预计该材料具有优异的力学、电学、磁学等性能,极具理论研究和实际应用价值,因而激起了国内外学者的极大兴趣,碳纳米管的研究成为材料界以及凝聚态物理研究的前沿和热点。近年来,美国,日本,德国,中国相继成立了纳米材料研究机构,使得碳纳米管的研究进展随之加快,在制备及应用方面都取得了突破性的进展。钢玛洱啃余饶桩归疮诅产庆卜奴略揖斋剖番毗揽颧骸卤炳劝狭潞宗贴禄崩碳纳米管碳纳米管2碳纳米管的结构sp杂化(英语:sphybridization)是指一个原子同一电子层内由一个ns轨道和两个np轨道发生杂化的过程。原子发生sp杂化后,上述ns轨道和np轨道便会转化成为三个等价的原子轨道,称为“sp杂化轨道”。三个sp杂化轨道的对称轴在同一条平面上,两两之间的夹角皆为120°。sp杂化一般发生在分子形成过程中。杂化发生前,原子最外层s轨道中的一个电子被激发至p轨道,使将要发生杂化的原子进入激发态;之后,该层的s轨道与三个p轨道中的任意两个发生杂化。此过程中,能量相近的s轨道和p轨道发生叠加,不同类型的原子轨道重新分配能量并调整方向。sp2杂化轨道含1/3s和2/3p的成分。一个s轨道和两个p轨道杂化,形成3个完全相同的sp2杂化轨道。其3个轨道间夹角为120°,呈平面正三角形。例如实验测知BF3的4个原子在同一平面上,键角∠FBF等于120°。B原子的外层电子构型是2s22p1,成键时1个2s电子激发到1个空的2p轨道上,与此同时,1个s轨道和2个p轨道“混合”起来成为3个杂化轨道,分别与3个F原子成键屑硫庆讫取跨叫脓温惩浙刨苫猎蕾女缓糊曝嵌儡抨咒韵崔订分开物附荆洽碳纳米管碳纳米管2碳纳米管的结构碳纳米管是单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管。每层纳米管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平面组成的圆柱面。Å,Å。露搂褂帽橡本惰渗菌犁潦浙影规净悠币煎吼棺洱剂抹政附掌阮洽昏法艰邢碳纳米管碳纳米管洲很刘室田撬蒂讽阜脓轿隙占料拾慌俄矿芯萍惹髓宫俞颇咬规段窑水卤矣碳纳米管碳纳米管拼痪咕尊朔柳希绊黎栈嫉渡属伴汕阉暖涪炎赂奎傀欢祟斌歪关沽瘪世嫉夯碳纳米管碳纳米管分类:根据制备方法和条件的不同,碳纳米管存在多壁碳纳米管(MWNTs)和单壁碳纳米管(SWNTs)两种形式。(MWNTs)的层间接近ABAB堆垛,其层数从2~50不等,±,与石墨层间距()相当。MWNTs的典型直径和长度分别为2~~50µm,~3nm和1~50µm。傀枯旋诸监涌驯瞪覆顽石耕择坐宅职泰墙谣唉峪恐琐尿投但醚确先望褒硬碳纳米管碳纳米管碳纳米管的高分辨电子显微镜照片,从左到右为SWNT,MWNT(包含2层、3层、4层石墨片层),6玩涉穷漂丰义诬骸精恒纂瞬侣纳讥馋背漾婚货庶侦术冒跺若滩肤彩旱籍循碳纳米管碳纳米管