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导师：黄少铭

导师：黄少铭. 单壁碳纳米管结构与制备方法. 碳纳米管的发现. 1985 年，美国莱斯大学的 Smalley 和英国苏塞克斯大学的 Kroto 共同发现了三十二面体的足球状 C 60 分子，从此人们对碳材料有了新的认识。 1991 年，日本 电子显微镜 专家饭岛，用高分辨透射电子显微镜观察 石墨 电弧设备中产生的球状碳分子时，意外地发现了管状直径为十几个纳米，长度几个微米的同轴纳米管组成的碳分子 , 这就是现在被称作的“ Carbon nanotube” ，即碳纳米管 。. 碳纳米管的结构. a. b. d. 按层数分： 单壁碳纳米管和多壁碳纳米管. 多壁. 单壁.

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Presentation Transcript

  1. 导师：黄少铭 单壁碳纳米管结构与制备方法

  2. 碳纳米管的发现 1985年，美国莱斯大学的Smalley和英国苏塞克斯大学的Kroto共同发现了三十二面体的足球状C60分子，从此人们对碳材料有了新的认识。 1991年，日本电子显微镜专家饭岛，用高分辨透射电子显微镜观察石墨电弧设备中产生的球状碳分子时，意外地发现了管状直径为十几个纳米，长度几个微米的同轴纳米管组成的碳分子,这就是现在被称作的“Carbon nanotube”，即碳纳米管 。

  3. 碳纳米管的结构 a b d 按层数分： 单壁碳纳米管和多壁碳纳米管 多壁 单壁 c 按排列状态分：无序和定向碳纳米管

  4. 按构成单壁碳纳米管的石墨层片的螺旋性

  5. 纳米碳管结果模型示意图 (A)椅式单壁纳米碳管 (B)锯齿形单壁碳纳米管 (C)手性单壁碳纳米管

  6. 由于n和m的大小不同，导致SNCTs的螺旋性不同 若(n-m) ／3为整数，则为金属，反之则为半导体

  7. 常见碳纳米管的制备方法 （1）电弧法 （ Arc Discharge ） 优点：碳纳米管结晶度高，结构完整，没有太多的缺陷 缺点：设备能耗高，控制难，纯化难，碳纳米管都是杂乱无序

  8. 1 （2）激光蒸发法 (Laser Ablation) 优点：生产出来的碳纳米管结构缺 陷少质量高 缺点：设备复杂不易操作，能耗大，投资成本高，故激光法不适于放大生产

  9. （3）化学气相沉积法 （Chemieal Vapor Deposition，CVD） 优点：反应温度较低，参数易控，且能制备大量离散的﹑高质量的单壁碳纳米管 缺点：碳管的质量比较低，结构缺陷多，需要后处理步骤来消除缺陷等

  10. 定向单壁碳纳米管的制备方法 （1）电场定向法 Zhang Y., Chang A., Cao J., et al. Appl. Phys. Lett., 2001, 79 (19): 3155-3157.

  11. （2）气流定向法 Huang S.M., Cai X.Y., Liu J. , J. Am. Chem. Soc. 2003, 125 (19):5636-5637.

  12. （3）表面诱导法 Ago H., Nakamura K., Ikeda K., et al. Chem. Phys. Lett., 2005, 408 (4-6): 433-438.

  13. （4）其他制备方法 模板法制备碳纳米管是指利用介孔材料作为碳纳米 管的生长模板来控制制备碳纳米管阵列的方法。 磁场定向法Sigmund等利用分散Fe催化剂粒子时添 加磁场的方法，也得到了平行于表面定向的碳纳米管

  14. 单壁碳纳米管结构的表征 扫描电镜（SEM）原子力显微镜（AFM）

  15. 拉曼光谱（Raman）

  16. THANK YOU

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