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《碳纳米管化学》内容简介:碳纳米管是近年备受瞩目的明星纳米材料,在复合材料、传感器、光电器件等领域具有广泛的应用前景。然而碳纳米管的特殊结构和性质使其在溶剂中很难分散,极大阻碍了对碳纳米管的研究和应用,因此,碳纳米管的化学修饰成为解决其应用的前提条件之一。《碳纳米管化学》将对碳纳米管的化学性质或其化学反应活性进行全面而又简要的介绍,内容涉及碳纳米管的结构、纯化、表征技术、非共价修饰、共价键修饰、管中化学、碳纳米管的分散及分离及碳纳米管的超分子化学等方面。
《碳纳米管化学》可作为化学化工环境材料科技人员、高校相关专业师生参考阅读,也可作为安全技术及工程工程、防灾与减灾等专业的师生参考阅读。
第1章 绪论
1.1 引言
1.1.1小尺寸效应
1.1.2表面效应
1.1.3量子尺寸效应
1.1.4宏观量子隧道效应
1.2碳纳米管的发现
1.3碳纳米管的结构
1.4碳纳米管的特性
1.4.1机械性能
1.4.2热学性质
1.4.3导电性能
1.4.4吸附性能
1.5碳纳米管的应用
2100433B
碳纳米管的独特结构决定了它具有许多特殊的物理和化学性质。组成碳纳米管的 C=C 共价键是自然界最稳定的化学键,所以使得碳纳米管具有非常优异的力学性能。
⑴ 超级电容器:碳纳米管用作电双层电容器电极材料.电双层电容器既可用作电容器也可以作为一种能量存储装置.超级电容器可大电流充放电,几乎没有充放电过电压,循环寿命可达上万次,工作...
金刚石的导热系数最高,可以达到1000W/M*K,金属里面导热原理和导电的原理是一样的,银最高!
碳纳米管论文
碳纳米管看及其产业化 姓名:刘佳 班级:化学二班 学号: 2008600213 在 1991 年日本 NEC公司基础研究实验室的电子显 微镜 专家饭岛 (Iijima) 在高 分辨透 射电子 显微镜 下检验 石墨电 弧设 备中产 生的球 状碳分 子时,意外 发现了由管状的同轴纳米管组成 的碳分子 ,这就 是现在被称作的 “ Carbon nanotube”,即碳 纳米管 ,又名巴基 管。 1993 年。 S.Iijima 等和 DS。 Bethune 等同时 报道了采用电弧法,在石 墨电极中添加 一定的催化剂,可以得到仅仅具 有一层管壁的碳纳米管,即 单壁碳纳米管 产物。 1997 年,AC.Dillon 等报道了单壁碳纳米管的 中空管可储存和稳定氢 分子,引起广 泛的关注。相关的实验研究和理 论计算也相继展开。初步结 果表明:碳纳 米管自身重量轻,具有中空的结 构,可以作为储存氢气的优
学年论文-----碳纳米管在电分析化学中的应用
碳纳米管在电分析化学中的应用 马巧红 指导教师 刘秀辉 西北师范大学化学化工学院 摘要:本文主要简单介绍了碳纳米管的结构、 用途及制备方法, 在电分析 化学中的应用等。 关键词: 碳纳米管、制备、电化学、应用研究 Carbon nanotubes in electricity analytical chemistry application Abstract This paper mainly introduced the structure of carbon nanotubes, usages and preparation methods, application in analytical chemistry Keywords Carbon nanotubes preparation electrochemical applied resear
碳纳米管在绿色化学中应用的研究,唐水花著。
副题名
外文题名
Study of carbon nanotubes application in green chemistry
论文作者
唐水花著
导师
于作龙,张良辅研究员指导
学科专业
有机化学
学位级别
d 2002n
学位授予单位
中国科学院成都有机化学研究所
学位授予时间
2002
关键词
无污染能源 贮氢量 绿色化学 碳纳米管
馆藏号
O64
唯一标识符
108.ndlc.2.1100009031010001/T3F24.002204594
馆藏目录
2003\O64\3
碳纳米管薄膜是经过物理或化学方法,填充自由排列的碳纳米管阵列形成的二维碳纳米管网络结构。
由于碳纳米管中碳原子采取SP2杂化,相比SP3杂化,SP2杂化中S轨道成分比较大,使碳纳米管具有高模量和高强度。
碳纳米管具有良好的力学性能,CNTs抗拉强度达到50~200GPa,是钢的100倍,密度却只有钢的1/6,至少比常规石墨纤维高一个数量级;它的弹性模量可达1TPa,与金刚石的弹性模量相当,约为钢的5倍。对于具有理想结构的单层壁的碳纳米管,其抗拉强度约800GPa。碳纳米管的结构虽然与高分子材料的结构相似,但其结构却比高分子材料稳定得多。碳纳米管是目前可制备出的具有最高比强度的材料。若将以其他工程材料为基体与碳纳米管制成复合材料, 可使复合材料表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性,给复合材料的性能带来极大的改善。
碳纳米管的硬度与金刚石相当,却拥有良好的柔韧性,可以拉伸。在工业上常用的增强型纤维中,决定强度的一个关键因素是长径比,即长度和直径之比。材料工程师希望得到的长径比至少是20:1,而碳纳米管的长径比一般在1000:1以上,是理想的高强度纤维材料。2000年10月,美国宾州州立大学的研究人员称,碳纳米管的强度比同体积钢的强度高100倍,重量却只有后者的1/6到1/7。碳纳米管因而被称“超级纤维”。
莫斯科大学的研究人员曾将碳纳米管置于1011 MPa的水压下(相当于水下10000米深的压强),由于巨大的压力,碳纳米管被压扁。撤去压力后,碳纳米管像弹簧一样立即恢复了形状,表现出良好的韧性。这启示人们可以利用碳纳米管制造轻薄的弹簧,用在汽车、火车上作为减震装置,能够大大减轻重量。
此外,碳纳米管的熔点是已知材料中最高的。
碳纳米管上碳原子的P电子形成大范围的离域π键,由于共轭效应显著,碳纳米管具有一些特殊的电学性质。
碳纳米管具有良好的导电性能,由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同,所以具有很好的电学性能。理论预测其导电性能取决于其管径和管壁的螺旋角。当CNTs的管径大于6nm时,导电性能下降;当管径小于6nm时,CNTs可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。有报道说Huang通过计算认为直径为0.7nm的碳纳米管具有超导性,尽管其超导转变温度只有1.5×10-4K,但是预示着碳纳米管在超导领域的应用前景。
常用矢量Ch表示碳纳米管上原子排列的方向,其中Ch=na1 ma2,记为(n,m)。a1和a2分别表示两个基矢。(n,m)与碳纳米管的导电性能密切相关。对于一个给定(n,m)的纳米管,如果有2n m=3q(q为整数),则这个方向上表现出金属性,是良好的导体,否则表现为半导体。对于n=m的方向,碳纳米管表现出良好的导电性,电导率通常可达铜的1万倍。
碳纳米管具有良好的传热性能,CNTs具有非常大的长径比,因而其沿着长度方向的热交换性能很高,相对的其垂直方向的热交换性能较低,通过合适的取向,碳纳米管可以合成高各向异性的热传导材料。另外,碳纳米管有着较高的热导率,只要在复合材料中掺杂微量的碳纳米管 ,该复合材料的热导率将会可能得到很大的改善。
碳纳米管还具有光学等其他良好的性能。