碳奈米管的合成技術

1樓：匿名使用者

碳奈米管的合成技術主要有：電弧法、鐳射燒蝕(蒸發)法、催化裂解或催化化學氣相沉積法(ccvd),以及在各種合成技術基礎上產生的定向控制生長法等。

1、電弧法

利用石墨電極放電獲得碳奈米管是各種合成技術中研究得最早的一種。研究者在優化電弧放電法制取碳奈米管方面做了大量的工作。近年來，人們除通過調節電流、電壓，改變氣壓及流速，改變電極組成，改進電極進給方式等優化電弧放電工藝外，還通過改變打弧介質，簡化電弧裝置。

電弧法在製備碳奈米管的過程中通過改變電弧放電條件、催化劑、電極尺寸、進料方式、極間距離以及原料種類等手段而日漸成熟。電弧法得到的碳奈米管形直，壁簿(多壁甚至單壁)。但產率偏低，電弧放電過程難以控制，製備成本偏高其工業化規模生產還需探索。

2、鐳射蒸發法

鐳射蒸發法是製備單壁碳奈米管的一種有效方法。用高能co2鐳射或nd/yag鐳射蒸發摻有fe、co、ni或其合金的碳靶製備單壁碳奈米管和單壁碳奈米管束，管徑可由鐳射脈衝來控制。研究人員發現鐳射脈衝間隔時間越短，得到的單壁碳奈米管產率越高，而單壁碳奈米管的結構並不受脈衝間隔時間的影響。

用co2鐳射蒸發法，在室溫下可獲得單壁碳奈米管，若採用快速成像技術和發射光譜可觀察到氬氣中蒸發煙流和含碳碎片的形貌，這一診斷技術使跟蹤研究單壁碳奈米管的生長過程成為可能。鐳射蒸發(燒蝕)法的主要缺點是單壁碳奈米管的純度較低、易纏結。

3、催化裂解法或催化化學氣相沉積法(ccvd)

催化裂解法是目前應用較為廣泛的一種製備碳奈米管的方法。該方法主要採用過渡金屬作催化劑，適於碳奈米管的大規模製備，產物中的碳奈米管含量較高，但碳奈米管的缺陷較多。

4、定向生長法

定向生長首先是特定製作基底模板之上的生長，模板的製作是決定生成的產物是否定向的關鍵。模板可通過掩膜技術、電鍍技術、化學刻蝕、表面包覆、溶膠一凝膠、微印刷術等技術，使金屬或含金屬的催化劑沉積於一定的基底上製得。利用催化熱解或各種ccvd技術等可實現碳奈米管在模板上的有序生長。

已報道的製備方法中，以孔型矽或孔型al2o3為模板，通過ccvd合成定向碳奈米管的方法居多。定向生長法制出的碳奈米管準直、均勻性好、石墨化程度高、碳奈米管相互平行排列不纏繞缺陷相對少，但製作模板和催化劑需冗長且繁雜的工藝過程，其操作和裝置要求比較苛刻，因此規模受限。

2樓：

石墨烯和碳奈米管都可用cvd化學氣相沉積法來製備，選擇好合適的碳源（石墨烯製備用甲烷，碳奈米管制備用二甲苯即可）。在選擇好合適的基底（石墨烯用銅箔或者泡沫鎳，碳奈米管用鎳片）通入保護氣，選擇合適的壓強溫度及流量。