理论和实验研究表明碳纳米管具有极高的强度,理论计算值为钢的100倍,但其密度仅为钢的1/6。Treacy等人[1]在透射*显微镜中测定热致振动的振幅,结果表明,碳纳米管具有异常高的扬氏模量,平均值为118Tpa。同时碳纳米管还具有极高的韧性,十分柔软,它被认为是未来的/超级纤维0。基于碳纳米管的优良力学性能可以将其作为结构复合材料的增强剂。初步研究表明,环氧树脂和碳纳米管之间可以形成数百兆帕的界面强度。另外碳纳米管还可以作功能增强剂添加到聚合物中,提高其导电性和散热能力。因形状规则,具有稳定的化学活性、高的机械强度及良好的导电性,碳纳米管已经被用于制作扫描隧道显微镜(STM)的探针[2],这也是碳纳米管最接近商业化的应用之一。 2.2 碳纳米管的发射性能及应用 由于碳纳米管具有纳米尺度的尖端,有利于*的发射,科学家们预言并证实了碳纳米管具有极好的场致*发射效应[3]。单壁碳纳米管的直径通常仅有1~2nm,长度可以达到几十至上百微米,长径比很大;而且其结构完整性好,导电性很好,化学性能稳定,具备了高性能场发射材料的基本
结构特
化工新型材料第35卷 征。但单壁碳纳米管的*比较困难,迄今为止还没有单壁碳纳米管阵列*成功的报道。因此,目前在碳纳米管场致发射性能研究领域中以多壁碳纳米管的研究较为普遍和活跃。碳纳米管优异的场致发射性能可以应用于很多领域,尤其是真空*领域,如场致发射平板显示器、冷发射阴极射线管等。此外,微波放大器、真空电源开关、场致发射**也都是碳纳米管展示优异的场发射性能的舞台。 2.3 碳纳米管的电磁性能及应用 碳纳米管不同的直径和螺旋度可以使其呈现金属导电性 或半导体特性。Ebbesen等人[4]直接测量了多壁碳纳米管的电导,证明了碳纳米管金属性和半导体性的存在。碳纳米管具有独特的导电性、很高的热稳定性和本征迁移率,比表面积大,微孔集中在一定范围内,满足理想的超级电容器电极材料的要求[5] 。Niu等人[6] 将以催化裂解法*的直径集中于8nm的多壁碳纳米管制成电极,以38%H2SO4作电解液,在1~100Hz范围内的测定结果表明,其比电容高达102F/g。此外,碳纳米管还可以用作锂离子电池的材料。关于碳纳米管的磁性[7]和磁化率也有部分报道,其磁化率比石墨、富勒*、活性炭、碳黑等其它材料高。 2.4 碳纳米管的吸附性能及应用 由于碳纳米管具有较大的比表面积、特殊的管道结构以及多壁碳纳米管之间的类石墨层隙,使其成为最有潜力的储氢材料[8],在*电池方面有着重要的作用。研究表明即使是5%的储氢量[9],也是极有希望的新型能源材料。Dillon[10]证明室温1bar的压力下,单壁碳纳米管可以吸附氢气的重量为5%~10%。另外碳纳米管是一种超强的二口 恶烷吸附剂,比 活性碳高1034倍,可用来除去水中的二口 恶烷[11] 。碳纳米管的管状结构使其具有很强的毛细性能[12],利用该性能可以将金 属或氧化物填充到开口的碳纳米管模板中制成一维的纳米材料,如纳米金属导线[13],这些低维的材料以及技术可能使微*器件升级进入纳米时代。 2.5 碳纳米管的化学性能及应用 在催化研究方面,碳纳米管已被用于分散和稳定纳米级的金属小颗粒。由碳纳米管制得的催化剂可以改善多相催化的选择性。Planeix[14]发现载有Ru粒子的碳纳米管,在*桂醛加氢**桂醇的催化反应中,其选择性高达92%,而同样分散度的Ru/Al2O3和Ru/AC却分别只有20%~30%和30%~40%。Louv[15]曾报道了直接用碳纳米管做催化剂分解NO,在873K有100%的转换率。此外,有人利用碳纳米管的管状腔进行管道有机*,预言在有机*、生物化学以及制*化学领域有重要意义。
回答者: 信者可好
3人回答