碳纳米管的表征 碳纳米管的结构表征和性能测试技术

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1、碳纳米管的表征碳纳米管的结构表征和性能测试技术18碳纳米管的表征碳纳米管的结构表征和性能测试技术18碳纳米管的表征碳纳米管的结构表征和性能测试技术18碳纳米管的表征碳纳米管的结构表征和性能测试技术18碳纳米管的表征碳纳米管的结构表征和性能测试技术18碳纳米管的表征碳纳米管的结构表征和性能测试技术18第20卷第1期材料科学与工程总第77期VoI.20No.1MateriaIsScience&EngineeringMar.2002!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

2、!!!!!!!!文章编号：（2002）1004-793X01-0146-04碳纳米管的结构表征和性能测试技术孙洪强，刘吉平，廖莉玲（北京理工大学阻燃材料研究国家重点实验室，北京【摘的意义。【关键词】碳纳米管；结构；性能；表征技术中图分类号：TB383文献标识码：A100081）要】碳纳米管由于具有独特的表面效应、量子尺寸效应，从而产生许多特殊的力、电、光、磁等特性。本文介绍了碳纳米管的一些结构表征手段和性能测试技术，同时讨论了表征技术对其制备参数及生长机理分析PropertiesMeasurementandstructureChar

3、acterizationofCarbonNanotubesSUNHong-giang，LIUJi-ping，LIAOLi-ling（NationalLaboratoryofFlamRetardantMaterialsofbeiJingInstituteofTechnology，BeiJing100081，China）【Abstract】ThepropertiesofcarbonnanotubearechangedgreatIybecauseoftheirparticuIarsurfaceeffect.Theyhavesomeunig

4、ueproperties，suchasmechanicaI，eIectricaI，photoeIectricaIandmagneticcharacteristics.Somecharacterizationtechniguesofstructureandpropertymeasurementarediscussedinthispaper，andtheeffectofcharacterizationtechniguesonthepreparationparametersandgrowthmechanismareaIsoanaIyzed

5、.【Keywords】carbonnanotubes；structu18re；property；characterizationtechnigues1前言2.12碳纳米管的性能表征美国物理学家1959年曾预言：“如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制，就能得到所需要的特性”。20世纪末，纳米技术的大发展及其关键技术的突破，此预言才得以证实。纳米碳管的径向尺寸较小，管的外径一般在几纳米到几十纳米；界面原子占极大比例，而且原子排列互不相同，界面周围的晶格结构互不相关，从而构成与晶态、非晶态均不同的一种新的结构状态。由于尺度的减小和表

6、面状态的改变，纳米碳管表现出许多既不同于微观粒子又不同于宏观物体的特性，例如小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。这使纳米碳管具有优良的力学性能、特殊的磁性能、高的导电率和扩散率、高的反应活性和催化性能，吸收电磁波的性能等。但这些奇异特性，大多有理论计算所得，要得到实验证实，存在许多困难，但经过各国科学家的努力，仍取得了很大进展。碳纳米管的表面积碳纳米管具有大的比表面积、分子尺寸孔洞，可做选择性吸附剂，进行物理吸附、化学吸附、均相溶液中吸附，也可［1］做催化剂载体。N.M.Rodriguez用所制纳米管在-19186C对N2进

7、行吸附，表面积用BET方程进行计算，在250m2/g左右。Meguro等在I2/KI溶液中，用碳纳米管做吸附剂，发现只有I2被吸附，结果如图1所示。表面积在350m2/g左右，所得值大于250m2/（，表明对I2吸附g由吸附N2所得）时，除了单层物理吸附外，还进行了化学吸附。2.2碳纳米管的电学性能［2］具有金属性的碳纳米管，可做电的导体。S.HoweII经研究发现，大的电流对MWNTS（多壁碳纳米管）有损坏作用，且损坏位置与缺陷处有密切关系。选取绳状碳纳米管，通过金属的蒸发，使金属粒子沉积在MWNTS的两端，形成了金属粒子对MWN

8、TS两端的包裹，这样可制成一个电导收稿日期：修订日期：2001-01-10；2001-12-25基金项目：国家教育部跨世纪人才培养计划资助项目作者简介：孙洪强（1976—），山东人，硕士生，研究方向：纳米材料制备及应用.第20卷第l期