碳纳米管的应用，碳纳米管酸化有什么作用

本文目录一览

1，碳纳米管酸化有什么作用
2，碳纳米管的用处
3，什么是碳纳米管
4，碳纳米管的作用和用途
5，碳纳米管天梯是什么
6，碳纳米管导电性是怎么来的
7，有关碳纳米管半径的计算

1，碳纳米管酸化有什么作用

为增加MWCNTs的活性及去除杂质，首先将MWCNTs进行纯化，即酸化处理。之后可以使得碳纳米管表面带有羟基、羧基等基团，这样增加了碳纳米管在水中的分散性。

碳纳米管酸化有什么作用

2，碳纳米管的用处

1.它可以制成透明导电膜，代替氧化铟锡作为触摸屏的材料。2.它可以应用于碳纳米管触摸屏。碳纳米管触摸屏于2008年首次研发成功。3.可以当模具用。碳纳米管内部可以填充金属、氧化物等物质，这样碳纳米管就可以作为模具使用。4.它可用作双电层电容器的电极材料。双电层电容器也可以用作储能装置。1.碳纳米管可以制成透明导电膜，替代ITO(氧化铟锡)作为触摸屏的材料。在现有技术中，科学家利用粉末状碳纳米管制备溶液，直接涂覆在PET或玻璃基底上，但这项技术尚未进入量产阶段。2.碳纳米管可以应用于碳纳米管触摸屏。碳纳米管触摸屏于2008年首次研发成功。到目前为止，许多智能手机已经使用碳纳米管触摸屏。3.碳纳米管可以用作模具。碳纳米管内部可以填充金属、氧化物等物质，这样碳纳米管就可以作为模具使用。首先在碳纳米管中填充金属等物质，就可以制备出最细的纳米级线。4.碳纳米管可用作双电层电容器的电极材料。双电层电容器既可以用作电容器，也可以用作储能器件。超级电容器可以大电流充放电，几乎没有充放电过电压，循环寿命数万次，工作温度范围宽。

碳纳米管的用处

3，什么是碳纳米管

碳纳米管，是一个十分新鲜的名词。碳，你是熟悉的，做铅笔芯的石墨就是碳，很纯的碳。碳纳米管，是指用碳做成的细管，这种管子很细很细，细到不能用普通的尺子来度量，必须使用精确到纳米的尺子。碳纳米管是靠纳米技术制造出来的新材料，它的特点是基本颗粒特别细微。我们现在使用的常规材料的基本颗粒，看起来很细，实际上很粗。说细，也许它的直径可以细到几毫米几微米；说粗，是说它含几十亿个原子。而纳米技术生产的材料，颗粒非常细微，只含几十个到几万个原子。

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。碳纳米管是由碳元素构成的一个中空管状结构，直径在几纳米至几十纳米之间（一纳米等于一百万分之一毫米），长度可达数微米（一微米等于一千分之一毫米）。碳纳米管自1991年被日本科学家反岛澄男发现以来，以其独特的结构和奇特的物理化学特征，引起世界上许多科学家的关注，并效力研究这种新型材料的性能和应用。

什么是碳纳米管

4，碳纳米管的作用和用途

1、碳纳米管可以制成透明导电的薄膜，用以代替ITO（氧化铟锡）作为触摸屏的材料。先前的技术中，科学家利用粉状的碳纳米管配成溶液，直接涂布在PET或玻璃衬底上，但是这样的技术至今没有进入量产阶段。2、碳纳米管可以应用于碳纳米管触摸屏。碳纳米管触摸屏首次于2008年间成功被开发出，至今已有多款智慧型手机上使用碳纳米管材料制成的触摸屏。3、碳纳米管可以作为模具。在碳纳米管的内部可以填充金属、氧化物等物质，这样碳纳米管可以作为模具，首先用金属等物质灌满碳纳米管，就可以制备出最细的纳米尺度的导线。4、碳纳米管可用作电双层电容器电极材料。电双层电容器既可用作电容器也可以作为一种能量存储装置。超级电容器可大电流充放电，几乎没有充放电过电压，循环寿命可达上万次，工作温度范围很宽。碳纳米管是由碳原子二维六方晶格组成的一类纳米材料，其向一个方向弯曲并结合形成中空圆柱体。碳纳米管是碳的同素异形体之一，介于于富勒烯和石墨烯之间。除了这些单壁碳纳米管，该名称也用于由两个或多个嵌套纳米管组成的多壁变体，或卷成如卷轴般的多层石墨烯状条带。

5，碳纳米管天梯是什么

碳纳米管天梯是人类构想的一种通往太空的设备。与普通电梯类似，不同的是，它的作用并不是让乘客往返于楼层之间，而是将他们送入距地球约3.6万公里的一座空间站。碳纳米管天梯是人类构想的一种通往太空的设备。与普通电梯类似，不同的是，它的作用并不是让乘客往返于楼层之间，而是将他们送入距地球约3.6万公里的一座空间站。随着人类太空探索步伐的加快，科学家考虑设计一种太空电梯，实现外太空和地球之间更便捷的物资交换。发明一种连接地球与宇宙空间站的“太空天梯”，一直是很多科学家的美好愿景。与科幻作家克拉克在《天堂之泉》中描绘的“太空电梯”类似，科学家们对太空天梯的设想是，人类可以通过它向空间站运输物资，甚至能随时到太空旅游。这样美好的设想，令许多太空爱好者为之兴奋。但是，建造“太空天梯”并不简单，其最大的困难就在于，科学家们找不到强度足够大的建筑材料。例如，在地球的同步轨道上运行的宇宙空间站，其距地球表面的高度是3.6万千米，要想建造这么长的“太空天梯”，运用一般的建筑材料，是绝对办不到的。科学家们为筑梦“太空天梯”而不懈探索，最终在纳米材料中找到了一线曙光——碳纳米管。碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口）的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2~20 nm。并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。其中螺旋型的碳纳米管具有手性，而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。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。

6，碳纳米管导电性是怎么来的

碳纳米管上碳原子的P电子形成大范围的离域π键，由于共轭效应显著，碳纳米管具有一些特殊的电学性质。对于金属性碳纳米管，价带和导带是部分重叠的，相当于一个半满能带，电子可以自由运动，显示出金属般的导电性。对于半导体性碳纳米管，价带和导带之间带隙较小，室温下价带电子即可跃迁到导带中导电。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；当管径小于6nm时，CNTs可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。有报道说Huang通过计算认为直径为0.7nm的碳纳米管具有超导性，尽管其超导转变温度只有1.5×10-4K，但是预示着碳纳米管在超导领域的应用前景。常用矢量Ch表示碳纳米管上原子排列的方向，其中Ch=na1+ma2，记为（n，m）。a1和a2分别表示两个基矢。（n，m）与碳纳米管的导电性能密切相关。对于一个给定（n，m）的纳米管，如果有2n+m=3q（q为整数），则这个方向上表现出金属性，是良好的导体，否则表现为半导体。对于n=m的方向，碳纳米管表现出良好的导电性，电导率通常可达铜的1万倍。

碳原子只成了三个共价键，剩余一个电子可在分子内移动

7，有关碳纳米管半径的计算

碳纳米管与金刚石、石墨、富勒烯（C60）一样，是碳的一种同素异形体。碳纳米管是在1991年1月由日本筑波NEC实验室的物理学家饭岛澄男使用高分辨率分析电镜从电弧法生产的碳纤维中发现的。它是一种管状的碳分子，管上每个碳原子采取SP2杂化，相互之间以碳-碳σ键结合起来，形成由六边形组成的蜂窝状结构作为碳纳米管的骨架。每个碳原子上未参与杂化的一对p电子相互之间形成跨越整个碳纳米管的共轭π电子云。按照管子的层数不同，分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。管子的半径方向非常细，只有纳米尺度，几万根碳纳米管并起来也只有一根头发丝宽，碳纳米管的名称也因此而来。而在轴向则可长达数十到数百微米。碳纳米管分子表面的凹凸现象。凹陷是由于七元环的影响，凸出则是由于五元环的影响。碳纳米管不总是笔直的，局部可能出现凹凸的现象，这是由于在六边形结构中混杂了五边形和七边形。出现五边形的地方，由于张力的关系导致碳纳米管向外凸出。如果五边形恰好出现在碳纳米管的顶端，就形成碳纳米管的封口。出现七边形的地方碳纳米管则向内凹进。

碳纳米管应用前景广阔不久将被广泛应用说起碳纳米管，可能不是每个人都知道个一二三，但实际上它离我们并不遥远。专家们预计，在不久的将来，由碳纳米管制成的各种材料可望在实际生活中得到广泛应用，到时候，人们可能在不经意间就大量接触碳纳米管了。这是记者今天在清华大学召开的第27届国际炭素会议上了解到的信息。碳纳米管又名巴基管，是一种具有独特结构的一维量子材料。由于具有独特的电子结构和物理化学性质，碳纳米管在各个领域中的应用已引起了各国科学家的普遍关注。我国碳纳米管研究专家、中科院金属研究所成会明研究员告诉记者，碳纳米管本身所拥有的潜在优越性，决定了它无论在物理、化学还是材料科学领域都将有重大的发展前景。比如在材料科学领域，碳纳米管的长度是其直径的几千倍，被称为“超级纤维”。它的强度比钢高100倍，但密度只有钢的六分之一。它们非常微小，5万个并排起来才有人的一根头发那么宽。利用碳纳米管可以制成高强度碳纤维材料。利用碳纳米管制成的复合材料不仅力学性能优良，而且抗疲劳、材料尺寸稳定，滑动性能也不错，在土木、建筑、海洋工程等方面被大量使用。成会明研究员说，由于碳纳米管壁能被某些化学反应所“溶解”，因而它们可以作为易于处理的模具。用金属灌满碳纳米管，然后把碳层腐蚀掉，还可以得到导电性能非常好的纳米尺度的导线。此外，利用碳纳米管做为锂离子电池的正极和负极可以延长电池寿命，改善电池的充放电性能。碳纳米管还被认为是制造新一代平面显示屏的好材料。中科院金属所李峰博士说，目前的电视都是利用电子枪向屏幕发射电子来成像的，如果使用具有高度定向性的单壁碳纳米管作为电子发送材料，不但可以使屏幕成像更清晰，而且可以缩短电子到屏幕之间的距离，从而制成更薄的电视机。在能源科学方面，碳纳米管也有着广泛的应用。李峰博士说，碳纳米管可以在较低的气压下存储大量的氢元素，利用这种方法制成的燃料不但安全性能高，而且是一种清洁能源，在汽车工业将会有广阔的发展前景。不过，这种技术目前还不成熟，国际上也有专家对此不太认同。成会明研究员和李峰博士告诉记者，虽然我国碳纳米管研究起步比较晚，但发展迅速，目前我国在储氢和单壁纳米材料的制备上都走在了世界的前列。他们认为，随着对碳纳米管研究的不断深入，它在实际生活方面的应用前景将会更加广阔。

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