碳纳米管的作用和用途,碳纳米

sddy008 知识 2022-07-24 108 3

本篇文章给大家谈谈碳纳米，以及碳纳米管的作用和用途对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

本文目录一览：

1、为什么碳纳米管比钢铁硬却很轻？
2、什么是碳纳米管?
3、碳纳米材料的结构
4、碳纳米管是什么材料

为什么碳纳米管比钢铁硬却很轻？

碳纳米管具有典型的层状中空结构特征,构成碳纳米管的层片之间存在一定的夹角碳纳米管的管身是准圆管结构，并且大多数由五边形截面所组成。管身由六边形碳环微结构单元组成, 端帽部分由含五边形的碳环组成的多边形结构，或者称为多边锥形多壁结构。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。它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，约为0.34nm，直径一般为2～20nm。由于其独特的结构，碳纳米管的研究具有重大的理论意义和潜在的应用价值，如：其独特的结构是理想的一维模型材料;巨大的长径比使其有望用作坚韧的碳纤维，其强度为钢的100倍，重量则只有钢的1/6;同时它还有望用作为分子导线，纳米半导体材料，催化剂载体，分子吸收剂和近场发射材料等。

编辑于 2021-03-25

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为什么碳纳米管比钢铁还结实百倍呢？

因为太纳米管看河钢棍儿比在哪里使用了你钢管容易锈，所以她就不不容易比那个差多了，那个碳纳米管你用的地方它不容易坏呀。

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碳纳米管天梯为什么会比钢铁坚固？

碳纳米管t为什么比钢铁坚固？看看钛纳米管那么说合成的呗，比他铁还

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什么材料的强度比钢高很多但是重量很轻？

碳纳米管与金刚石、石墨、富勒烯一样，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[1]。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。

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石墨，C60，金刚石，碳纳米管，这四种物质都很软，可作滑润剂，这句话对不对？

这句话是错误的。石墨，层状结构，层与层之间是pi-pi作用，结合力弱，非常适合做润滑剂。 C60，又名足球烯，球状结构，球与球之间作用更弱，理论上适合做超级润滑剂。金刚石，原子晶体结构，非常硬，常用金刚石切割金属，不适合做润滑剂。碳纳米管，管状结构，微观碳纳米管非常硬，但是目前合成的长度比较短小，一般就是微米级别，可以做润滑剂。如果将来做的非常长，就不适合了

什么是碳纳米管?

碳纳米管是一种具有特殊结构的一维量子材料。

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。

结构特征：

碳纳米管中碳原子以sp2杂化为主，同时六角型网格结构存在一定程度的弯曲，形成空间拓扑结构，其中可形成一定的sp3杂化键，即形成的化学键同时具有sp2和sp3混合杂化状态。

而这些p 轨道彼此交叠在碳纳米管石墨烯片层外形成高度离域化的大π 键，碳纳米管外表面的大π 键是碳纳米管与一些具有共轭性能的大分子以非共价键复合的化学基础。

以上内容参考百度百科—碳纳米管

碳纳米材料的结构

1. 碳元素纳米材料的形成

元素周期表中的碳元素包含各种同素异形体，例如，非晶碳，石墨，金刚石，碳球，碳纳米管（CNT）和石墨烯。并且它具有SP，SP2，SP3杂交的各种电子轨道特性。此外，SP2的各向异性导致了晶体性和其他排列的引导。利用在1000℃下的H2催化下合成的三种不同结构的碳材料(碳球、竹状碳纳米管、直碳纳米管)，可通过大气压力化学气相沉积(APCVD)来改变其流量。

形成方法：

激光蒸发石墨法:该方法是在使用金属催化剂的情况下，用脉冲激光轰击石墨表面，在石墨表面[2]上制备纳米级碳材料。

等离子喷涂沉积法:将离子喷涂的钨电极(阴极)和铜电极(阳极)用水冷却。当Ar / He载气携着苯蒸汽通过等离子炬时，会在阳极上沉积含纳米碳灰材料[3]表面。

凝聚态电解生成法:采用石墨电极(电解池为阳极)，在600℃左右的温度下，氩气作为保护气，在一定的电压和电流下电解熔融的卤化物碱盐，电解生成各种形态的碳纳米材料。

石墨电弧法:石墨电弧法是在一定的环境下，利用石墨电极从阴极沉积中放电碳纳米材料的方法。

化学气相沉积法:是制备碳材料的一种广泛使用的方法，可分为催化化学气相沉积法和非催化化学气相沉积法。当含碳源的气体(或蒸汽)流过催化剂表面时，它就会被催化分解。乙烯、乙炔、苯乙烯、苯、甲苯、甲烷等通常用作碳源，它们通常是化学活性化合物，含有不饱和化学键;常用过渡金属、稀有金属或金属氧化物作为催化剂;氩气、氮气或氢气通常用作载气。非催化气相沉积不需要任何催化剂，直接在保护气氛下热分解气相含碳有机物。

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