淺談單壁碳納米管與多壁碳納米管的差異

1、淺談單壁碳納米管與多壁碳納米管的差異淺談單壁碳納米管與多壁碳納米管的差異碳納米管是一維納米材料，可稱為納米材料之王，重量輕，六邊形構(gòu)造連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。碳納米材料在納米材料技術(shù)開發(fā)中舉足輕重，它將影響到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，是國際上研究的熱點(diǎn)及難點(diǎn)。碳納米管按照石墨烯片的層數(shù)簡單分類為：單壁碳納米管和多壁碳納米管。此外二者還有其他差異，現(xiàn)綜述如下：1發(fā)現(xiàn)時(shí)間單壁碳納米管：1993年s.iijia1等和ds.bethune等同時(shí)報(bào)道了采用電弧法，在石墨電極中添加一定的催化劑，可以得到僅僅具有一層管壁的碳納米管，即單壁碳納米管產(chǎn)物。多壁碳納米管：1991年日本ne公司根底

2、研究實(shí)驗(yàn)室的電子顯微鏡專家iijia2在高分辨透射電子顯微鏡下檢驗(yàn)石墨電弧設(shè)備中產(chǎn)生的球狀碳分子時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)了由管狀的同軸納米管組成的碳分子，如今被稱做的arbnnantube，即碳納米管，又名巴基管。iijia發(fā)現(xiàn)的碳納米管最小層數(shù)為2，含有一層以上石墨片層的那么稱為多壁碳納米管。2構(gòu)造單壁碳納米管：由單層圓柱型石墨層構(gòu)成，其直徑大小的分布范圍孝缺陷少，具有較高的均勻一致性。snts的直徑一般在16n，目前觀察到的snt的最小直徑約為0.33n，并已能合成直徑0.4n的snts陣列，直徑達(dá)6n的snts也已有報(bào)道。一般認(rèn)為，snt的直徑大于6n以后特別不穩(wěn)定，容易發(fā)生snt管的塌陷。而單壁碳

3、納米管的長度那么可達(dá)幾百納米到幾十微米。單壁碳納米管的單層構(gòu)造顯示出螺旋特征，根據(jù)構(gòu)成碳納米管的石墨層片的螺旋性，可以將單壁碳納米管分為非手性對(duì)稱和手性不對(duì)稱。多壁碳納米管：多壁管在開場(chǎng)形成的時(shí)候，層與層之間很容易成為陷阱中心而捕獲各種缺陷，因此多壁管的管壁上通常布滿小洞樣的缺陷。多壁碳納米管的層間距約為0.34n，外徑在幾個(gè)納米到幾百納米，而已發(fā)現(xiàn)的最小內(nèi)徑為0.4n。其長度一般在微米量級(jí)，最長者可達(dá)數(shù)毫米。3工藝制備單壁碳納米管：激光蒸發(fā)法是制備單壁碳納米管的一種有效方法。用高能2激光或nd/yag激光蒸發(fā)摻有fe、ni或其合金的碳靶制備單壁碳納米管和單壁碳納米管束，管徑可由激光脈沖來控制

4、。iijia等發(fā)現(xiàn)激光脈沖間隔時(shí)間越短，得到的單壁碳納米管產(chǎn)率越高，而單壁碳納米管的構(gòu)造并不受脈沖間隔時(shí)間的影響。用2激光蒸發(fā)法，在室溫下可獲得單壁碳納米管，假設(shè)采用快速成像技術(shù)和發(fā)射光譜可觀察到氬氣中蒸發(fā)煙流和含碳碎片的形貌，這一技術(shù)使得跟蹤研究單壁碳納米管的生長過程成為可能。激光蒸發(fā)燒蝕法的主要缺點(diǎn)是單壁碳納米管的純度較低，易纏結(jié)。多壁碳納米管：化學(xué)氣相沉積法主要用于多壁碳納米管的合成。其根本原理為含有碳源的氣體或蒸氣流經(jīng)催化劑外表時(shí)分解，生成碳納米管。常用的碳源氣體有6h6、2h2、2h4等。yaaan等最早采用25%鐵/石墨顆粒作為催化劑，常壓下700時(shí)分解9%乙炔/氮?dú)庵频锰技{米管。

5、aelinks等采用為催化劑，乙烯為碳源得到螺旋狀的碳納米管，中國科學(xué)院物理所用化學(xué)氣相沉積法大批量合成了排列整齊的碳納米管，而且端口是翻開的。4應(yīng)用及性能電容單壁碳納米管：可以嚴(yán)重破壞大腸桿菌等細(xì)菌的細(xì)胞壁，從而將它殺滅，將有助于解決細(xì)菌抗藥性這一日益突顯的問題。單壁碳納米管其電容量一般為180f/g，比多壁碳納米管更高。其電容器功率密度可達(dá)20k/kg，能量密度可達(dá)7h/kg。多壁碳納米管：沒有相關(guān)的報(bào)道指明可以殺滅細(xì)菌。多壁碳納米管其電容量一般為102f/g。以上是關(guān)于單壁碳納米管和多壁碳納米管一些差異性的概括，然而二者均具有優(yōu)異的力學(xué)性能、導(dǎo)電性能、熱學(xué)性能、儲(chǔ)氫性能等。碳納米管作為最重