《碳纳米管CNT及其应用.ppt

碳纳米管（CNT）及其应用研究进展 报 告 人：孙衍国 导 师：梁鑫淼 2005.11.14 一、主要内容 碳纳米管简介 碳纳米管的性质、制备、功能化 碳纳米管的发展及研究现状 碳纳米管的应用实例 1、分析化学方面 2、其他方面 碳纳米管的应用展望 碳纳米管简介 又叫巴基管，碳的同素异形体 由单层或多层石墨片绕中心按一定角度卷曲而成的无缝、中空纳米管 CNT的性质 优良的导体和半导体特性。量子限域所致 高的比表面积。 强的吸附性能。 优良的光学特性 发光强度随发射电流的增大而增强。 …………… 制备方法 电弧放电法。（已用于工业化生产） 激光蒸发法。 碳氢化合物催化分解法（CVD法）。 化学气相沉淀法。 ………….. CNT的功能化 1、共价功能化 A：端口功能化 B：侧壁功能化 2、非共价功能化 C： 表面活化剂功能化 D： 聚合物功能化 E： 内腔功能化 Angew. Chem. Int. Ed., 2002, 41, 1853 碳纳米管论文和专利情况 分析化学方面的应用实例： （1）原子力显微镜针尖 优点：纳米级直径，高的长径比，高的机械柔软性，电子特性确定。 分辨率高，探测深度深，可进行狭缝和深层次探测 Hafner J H在室温下能够清晰的观测到G型球蛋白IgG的Y型结构。 J. Am. Chem.soc. 1999，121：9750-9751 Nature， 1996，384（6604）：147-150 由于碳纳米管暴露在NO2 和NH3 时，电导发生明显的增加或减小，奠定了在气体化学传感器应用的基础。 Kong. J 等人测定了SWNT在NO2 和NH3通过时，碳纳米管电导随电压的变化情况。 电导 NO2 3个数量级；电导 NH3 2个数量级 Science， 2000，287：622-625 优点：超灵敏，应用范围广，蛋白的生理活性的测定 应用：医疗方面对糖尿病的检测 4、基质辅助激光解吸技术（MALDI）的基质 MALDI－TOF技术主要用来研究生物大分子如大分子聚合物、生物分子、非共价化合物等等。 2003年DICP邹汉法研究员用CNT做基质成功的测定了小肽和环糊精等小分子的分子量。 结果显示：CNT具有好的抑制基体离子的干扰，同时提高了灵敏度和分辨率，降低了激光能阈值。 （5）气相色谱固定相 2001年厦门大学袁东星等报道运用多壁碳纳米管作气相色谱固定相，分离非极性化合物。 分别用多壁碳纳米管和表面涂渍5%Carbowax(20M)多壁碳纳米管分别来作气相色谱固定相，分离了烷烃、醇醚、酯、有机酸等化合物。 Acta Chim. Sin.，2002，60：1876-1882 其他应用 储氢和储能 单电子晶体管 高能微型电池 高能电容器 计算机芯片导热板 高温防护材料 等等 碳纳米管应用研究展望 1、分离分析技术。 如：色谱填料，毛细管电泳，MALDI基质，修饰电极等。 2、材料技术。如：光导材料、复合材料，磁性材料等 3、微电子技术。 4、分子级的催化剂。 5、纳米级反应器。 6、仪器的微型化。 ………….. 存在的问题 1、碳纳米管的生长机理不明确 CNT的结构可控生长 CNT的长径螺旋角均匀 特殊结构和功能的CNT 2、 量子效应的利用问题 利用＝克服 3、 大规模工业化生产 参考文献 Angew. Chem. Int. Ed., 2002, 41, 1853 Nature， 1998， 393：49-52 Ana.Chem.., 2003, 75: 6191-6195 J. Am. Chem. soc. 1999，121：9750-9751 Nature， 1996，384（6604）：147-150 Science， 2000，287：622-625 Nano Letter， 2004，3，727 Acta Chim. Sin.，2002，60：1876-1882 Electroanalysis， 2005，17（1）：7-14 Appl. Phys. Lett., 2001, 78(4): 539-540 * * Seminar Ⅰ Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slid