等进行修改。
4,800
8,200
References 1. E. R. Darzi, R. Jasti, Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 6401. 2. M. R. Golder, R. Jasti, Acc. Chem. Res. 2015, 48, 557.
Cyclo[13]paraphenylene-2,6-naphthylene
标题数字等都可以通过点击和重新 输入进行更改，顶部“开始”面板 中可以对字体、字号、颜色、行距
等进行修改。
4,800
Kenichiro . Lett. 2011, 13, 2480
8,200
[8]CNAP
[8]cyclo-amphi-naphthylene
标题数字等都可以通过点击和重新 输入进行更改，顶部“开始”面板 中可以对字体、字号、颜色、行距
标题数字等都可以通过点击和重新 输入进行更改，顶部“开始”面板 中可以对字体、字号、颜色、行距
等进行修改。
4,800
8,200
S. Iijima （飯島澄男）
Y. Ando（安藤義則）
碳纳米管的发现
1991年，日本NEC公司基础研究实验室
的电子显微镜专家Iijima（饭岛澄男）发
现了多壁碳纳米管（MultiWalled Carbon
输入进行更改，顶部“开始”面板
常中用可以的对字碳体、氢字号化、颜合色、物行距包括甲烷、一氧化碳、苯等，而金属催化剂包括过渡 金属( 等F进e行修、改。Co 、Ni 及Mo 等) 以及它们的氧化物。
4,800 8,200 浮动法：催化剂与碳源配成溶液（苯或正己烷与二茂铁的混合溶液），
随载气(氢气)一起进入反应室。
Materials Today, Oct 2004, pages 22-49.
激光蒸发法 (Laser Ablation)
标题数字等都可以通过点击和重新 输入进行更改，顶部“开始”面板 中可以对字体、字号、颜色、行距
等进行修改。
LA制备的SWNT束的TEM照片
4,800 8,200 激光蒸发法制备碳纳米管的装置
估计1GA/cm2
铜线在1000kA/cm2时即烧毁
电极间隔1m时，在1～3V可以激 钼尖端发光需要50～100V/m，且发光时间有
发荧光
限
热传导
室温下有望达到6000W/(mK)
金刚石为6000W/(mK)
温度稳定性
真空中可稳定至2800℃ 空气中可稳定至750℃
微芯片上的金属导线在600～1000℃时熔化
从碳60到碳纳米管（CNT）
C60分子被看作是碳材料的零维形式
标题数字等都可以通过点击和重新 输入进行更改，顶部“开始”面板 中可以对字体、字号、颜色、行距
等进行修改。
4,800
C60及富勒烯化合物
1985年英国Sussex大学的Kroto教授 和美国Slice大学的Smalley教授发现
8,200 碳纳米管（CNTs）
中可以对字体、字号、颜色、行距 等进行修改。
产生碳纳米管或碳纳米纤维的过程主要决定于基板的性质。 基板的选择和处理、燃料的选择等是本方法的关键技术。
优点有：4合,成8过0程0无需真空、8保,护2气0氛0；无需催化剂；可以在
大的表面上合成，特别适合于在一个平面上形成一层均匀的碳 纳米管或碳纳米纤维薄膜； 成本较低，对环境的污染也非常小。 可以实现大批量合成。
Various ring-shaped compounds that are possible precursors for carbon nanobelts.
标题数字等都可以通过点击和重新 输入进行更改，顶部“开始”面板 中可以对字体、字号、颜色、行距
等进行修改。
4,800
8,200
4 碳纳米管性能及应用
单壁碳纳米管中可（以对S字i等n体进g、行l字e修号-改、w。颜a色l、le行d距nanotubes, SWNTs）： 由一 层石墨烯片组成。单壁管典型的直径和长度分别为 0.75～ 3nm和1～50μm。又称富勒管(Fullerenes tubes）
4,800 8,200 多壁碳纳米管（Multi-walled nanotubes, MWNTs）： 含
等进行修改。
(13,11)
(14,10)
4,800
(13,11)
(14,10)

Isobe.Angew.Chem.Int.Ed .2015,54,12800–12804
8,200
[4]CC
[4]cyclo-2,8-chrysenylene
标题数字等都可以通过点击和重新 输入进行更改，顶部“开始”面板 中可以对字体、字号、颜色、行距
等进行修改。
4,800
8,200
Isobe.Chem. Commun.2014, 50, 957-959
[4]CA2,8
[4]cyclo-2,8-anthanthrenylene
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等进行修改。
4,800
8,200
不同类型的碳纳米管的标定 及其结构示意图
2 宏观制备碳纳米管
碳纳米管的制备
传统的制备方法: 直流电弧放电法
更多制备方法:
标题数字等都可以通过有点击机和重新气体的催化热解法(CVD)、
输入进行更改，顶部“开始”面板
激光蒸发石墨法、 中可以对字体、字号、颜色、行距 等进行修改有。 机气体等离子体喷射法、 准自由条件生长法、
碳纳米管性能小结
特性
单壁碳纳米管
比较
尺寸
直径通常分布在0.6～1.8nm间
电子束刻蚀可产生50nm宽、几nm厚的线
密度 抗拉强度
1.33～1.40g/cm3 45GPa
铝的密度为2.9g/cm3 高强度钢在2GPa断裂
抗弯性能 可以大角度弯曲不变形，回复原状
金属和碳纤维在晶界处破裂
载流容量 场发射
标题数字等都可以通过点击和重新
输入进行更改，顶部“开始”面板
中可以对字体、字号、颜色、行距
(n,n)
等(进n行,0修)改。
Armchair (n,n) Zig-Zag (n,0) Chiral (n,m) nm
4,800
8,200
二维石墨片层按不同方向卷曲形成的 不同结构的碳纳米管
单层碳纳米管的图例
1991年，日本科学家飯島澄男（Iijima） 发现，在《Nature》发表文章公布了他 的发现成果，这是碳的又一同素异型体。
First paper about carbon nanotubes
Sumio Iijima: “Helical microtubles of graphitic carbon” Nature, 354 (1991), 56.
有多层石墨烯片。形状象个同轴电缆。其层数从2～50不等， 层间距为0.34±0.01nm，与石墨层间距 (0.34nm)相当。多 壁管的典型直径和长度分别为2～30nm和0.1～50μm。
Classification of carbon Nanotubes
根据碳纳米管中碳六边形网格 沿轴向的不同取向，可将其分 为扶手椅型，锯齿型和螺旋型 三种(如图所示)
直径从0.4nm到3-4nm，长度可达几微米。
Brief introduction of carbon Nanotubes structure
由单层或多层石墨片绕中心按一定角度卷曲而成的同轴中空 无缝管状结构，其管壁大都是由六边形碳原子网格组成。
根据管壁层数不同，一般分为单层碳纳米管和多层碳纳米管； 标题数字等都可以通过点击和重新 输入进行更改，顶部“开始”面板
Armchair (n,n)
Zig-Zag (n,0)
标题数字等都可以通过点击和重新 输入进行更改，顶部“开始”面板 中可以对字体、字号、颜色、行距
等进行修改。
4,800 Chiral (n,m) nm
8,200
SWNTs的顶端相当于半个富勒烯球组 成的封闭管帽，是由适当数目和位置的
五边形和六边形构成
与其他方法相同，单层碳纳米管的生长需要金属催化剂，不同的 催化剂也会对单层碳纳米管的生长产生一定影响。另外，不同的碳源 不仅可以改变单层碳纳米管的生长温度，也可以影响单层碳纳米管的 产量及结构。
3 有机合成碳纳米管片段
CPPs
标题数字等都可以通过点击和重新 输入进行更改，顶部“开始”面板 中可以对字体、字号、颜色、行距
4,80凝0聚相电解生成8法,200 燃烧火焰法
制备方法特点: 通过各种外加能量，将碳源离解原子或离于形式，
然后在凝聚就可以得到这种碳的一维结构。
电弧放电法（Arc Discharge Methods）
电弧室充惰性气体保护，两石墨棒 电极靠近，拉起电弧，再拉开，以保 持电弧稳定。放电过程中阳极温度相 对阴极较高，所以阳极石墨棒不断被 消耗，同时在石墨阴极上沉积出含有 碳纳米管标的题数产字等物都可。以通过点击和重新
碳纳米管介绍 标题数字等都可以通过点击和重新
输入进行更改，顶部“开始”面板 中可以对字体、字号、颜色、行距
等进行修改。
4,800
8,200
Catalogue
Part 02 宏观制备碳纳米管
Part 01 碳纳米管概述
Part 03 有机合成碳纳米管片段
Part 04 碳纳米管的性能及应用
1 碳纳米管概述
Science 273 , 483–487(1996)
在加热炉中的石英玻璃管内放一根石墨靶（含或不含金属催化剂），将炉
温控制在850～1200℃，激光束蒸发石墨靶，被蒸发的碳在凝聚时形成单
壁或多壁碳纳米管，同时伴随有其他碳产物的形成。石英管内通常充入