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《碳納米材料制備方法及其應(yīng)用前景論文》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、.學(xué)士學(xué)位論文題目碳納米金材料的制備及其應(yīng)用前景....碳納米材料制備方法及其應(yīng)用前景摘要：納米材料被譽(yù)為新世紀(jì)的重要材料，而作為新型納米材料的碳納米材料因其木身所擁有的潛在優(yōu)越性，在化學(xué)、物理學(xué)及其材料學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，成為各級科研人員爭相關(guān)注的一個(gè)熱門。本文根據(jù)目前碳納米材料的研究發(fā)展現(xiàn)狀，闡明了碳納米材料研究制備中所采用的方法，并對其制備的碳納米材料的性能及其應(yīng)用前景進(jìn)行了初步討論、對比以及分析。關(guān)鍵詞：碳納米材料:碳納米管:制備方法:應(yīng)用前景納米材料是指顯微結(jié)構(gòu)中的物相具有納米級尺度的材料。
2、它包含了三個(gè)層次，即納米微粒、納米固體和納米組裝體系其中比較高端的是具有顆粒尺寸為1-100nm的超微粒子材料和由納米超微粒子組成的納米固體材料。自1991年日本NEC公司基礎(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)室的電鏡專家SumioIijim采用高分辨電鏡（HRTEM)從制取C60的陰極結(jié)疤中首次發(fā)現(xiàn)碳納米管以來[1]，由于其納米量級的徑向結(jié)構(gòu)上和微米量級的軸向結(jié)構(gòu)所表現(xiàn)出的典型的一維量子性，以及其一維量子材料所具有的高機(jī)械強(qiáng)度、超常的磁阻和導(dǎo)熱性與電學(xué)性能等[2.3]，這種納米尺寸的炭質(zhì)網(wǎng)狀物已經(jīng)引起全球物理、化學(xué)與材料學(xué)的極大關(guān)
3、注，從各個(gè)方面嘗試進(jìn)行研究，探索其合成方法，來尋求合適的納米材料結(jié)構(gòu)、產(chǎn)生原理以及高效的性能，研制具有特質(zhì)的碳納米材料。通過近些年的研究，經(jīng)全球研究者大量充分有效的研究，合成碳納米材料的方法己有各種開發(fā)應(yīng)用，如具有物理制備方法（超聲分散法、高速粒子沉積法、薄膜分散法、蒸發(fā)法、激光濺射法等）、化學(xué)制備法（CVC、想轉(zhuǎn)移法、還原法、超微乳液發(fā)、納米結(jié)構(gòu)自組織合成法等）、綜合法（輻射化學(xué)法、超聲沉淀法、電化學(xué)沉積法等）等，由于對納米材料的特性需要所采用的方法也就有所差異了，有單層或多層的碳納米管、納米顆粒、無定形
4、碳、碳納米球、碳納米管和碳納米管粒子及催化劑粒子等，其中尤以網(wǎng)狀具有螺旋、管狀結(jié)構(gòu)的碳納米管性能特別突出，其質(zhì)輕、近六邊形完美一維結(jié)構(gòu)，以及本身所具有的奇特力學(xué)、電磁學(xué)和化學(xué)性能，借助納米材料本身的自組裝效應(yīng)、小尺寸和量子及表面效應(yīng)，與其他材料復(fù)合，廣泛應(yīng)用于場發(fā)射電子源用微型電子元件(如納米線、納米棒、納米電子開關(guān)、記憶元件等)、納米儲氫材料、超大容量雙電層電容材料、微型零件(如微型齒輪、分子線圈、活塞、泵)、隱形飛機(jī)的雷達(dá)吸波材料、光導(dǎo)材料、非線性光學(xué)材料、軟鐵磁性材料和分子載體及生物傳感材料等。本文著
5、重概述了目前碳納米材料研究中所采用的制備方法，并就其所制備的材料應(yīng)用前景進(jìn)行分析、對比與探討。1碳納米材料的制備方法....碳納米材料因其表現(xiàn)出的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等特點(diǎn)，從而使其納米粒子出現(xiàn)了許多不同于常規(guī)固體的新奇特性，展示了廣闊的應(yīng)用前景;同時(shí)它也為常規(guī)的復(fù)合材料的研究增添了新的內(nèi)容，而含有納米單元相的碳納米復(fù)合材料通常以實(shí)際應(yīng)用為直接目標(biāo)，是納米材料工程的重要組成部分，己成為當(dāng)前納米材料研究發(fā)展的新動向，其涉及面較寬，包括的范圍較廣。近年來發(fā)展建立起來的碳納米材料制
6、備方法也多種多樣，對于納米材料的制備可根據(jù)制備的產(chǎn)品可大致歸為以下幾種:納米粉末的制備(惰性氣體冷凝法)、納米復(fù)合材料和碳納米管的制備(化學(xué)氣相沉積法)以及碳納米管和其他材料的制備其他化合法法)等。盡管研究目的不同，但各種制備方法的核心都是要對體系中各納米單元的自身幾何參數(shù)、空間分布參數(shù)和體積分?jǐn)?shù)等進(jìn)行有效的控制，尤其是要通過對制備條件(空間限制條件，反應(yīng)動力學(xué)因素、熱力學(xué)因素等)的控制，來保證體系研究的納米單元的組成相至少一維尺寸在納米尺度范圍內(nèi)(即控制納米單元的初級結(jié)構(gòu))，其次是考慮控制納米單元聚集體的
7、次級結(jié)構(gòu)。1.1惰性氣體冷凝法惰性氣體冷凝法是最早用于制備清潔界面納米粉末的主要方法之一，該方法是由德國Gleiter和美國Siegel等人發(fā)展起來的。該方法主要是將裝有待蒸發(fā)物質(zhì)的容器抽至10-6Pa高真空后，沖入惰性氣體，然后加熱蒸發(fā)源，使物質(zhì)蒸發(fā)至霧狀原子，隨惰性氣體流到冷凝器上，將聚集的納米尺度粒子刮下，收集，記得到納米粉體。用此粉體最后在較高壓力下（1-5GPa）壓實(shí)，即得到納米粉體。采用惰性氣體冷凝法制備的碳納米材料具有制取難度高產(chǎn)率低同時(shí)制出的產(chǎn)品都是單晶。通過改變惰性氣體種類、氣體壓強(qiáng)、電流
8、、電壓等工藝參數(shù)，用惰性氣體蒸發(fā)一冷凝法可以制備出了Sm,Dy,Nd,Tb,Gd,La系列純稀土納米粉末。圖1稀土金屬的蒸氣壓及其隨溫度的變化圖1示出Sm,Dy,Nd,Tb,Gd,La等多種稀土金屬的蒸氣壓及其隨溫度的變化曲線[4-6]。從圖中可以看出，稀土金屬的蒸氣壓轉(zhuǎn)變溫度以Sm,Dy,Nd,Tb,Gd,La的次序依次升高。蒸氣壓是與物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)緊密相關(guān)的材料物性參量。當(dāng)物質(zhì)熔點(diǎn)與沸點(diǎn)差值較大時(shí)，其蒸氣壓
