Oglekļa nanomateriāli Ievads

Ilgu laiku cilvēki zina tikai to, ka ir trīs oglekļa alotropi: dimants, grafīts un amorfais ogleklis.Tomēr pēdējo trīs desmitgažu laikā, sākot no nulles dimensijas fullerēniem, viendimensijas oglekļa nanocaurulēm un beidzot ar divdimensiju grafēnu, ir nepārtraukti atklāti jauni oglekļa nanomateriāli, kas turpina piesaistīt pasaules uzmanību.Oglekļa nanomateriālus var iedalīt trīs kategorijās atkarībā no to telpisko izmēru nanomēroga ierobežojuma pakāpes: nulles dimensijas, viendimensijas un divdimensiju oglekļa nanomateriāli.
0-dimensiju nanomateriāli attiecas uz materiāliem, kas atrodas nanometru skalā trīsdimensiju telpā, piemēram, nanodaļiņas, atomu kopas un kvantu punkti.Tie parasti sastāv no neliela skaita atomu un molekulu.Ir daudz nulles dimensijas oglekļa nanomateriālu, piemēram, ogleklis, nanodimants, nanofullerēns C60, ar oglekli pārklātas nanometāla daļiņas.

TiklīdzC60tika atklāts, ķīmiķi sāka pētīt iespēju tos izmantot katalizatoram.Pašlaik fullerēni un to atvasinājumi katalītisko materiālu jomā galvenokārt ietver šādus trīs aspektus:

(1) fullerēni tieši kā katalizators;

(2) fullerēni un to atvasinājumi kā viendabīgs katalizators;

(3) Fullerēnu un to atvasinājumu izmantošana heterogēnos katalizatoros.
Ar oglekli pārklātas nanometāla daļiņas ir jauna veida nulles dimensijas nano-oglekļa-metāla kompozīts.Oglekļa čaulas ierobežojuma un aizsargājošā efekta dēļ metāla daļiņas var tikt ierobežotas nelielā telpā un tajās pārklātās metāla nanodaļiņas var stabili pastāvēt ārējās vides ietekmē.Šim jaunajam nulles dimensijas oglekļa-metāla nanomateriālu veidam ir unikālas optoelektroniskās īpašības, un tam ir ļoti plašs pielietojuma klāsts medicīniskos, magnētiskos ierakstīšanas materiālos, elektromagnētiskajos ekranēšanas materiālos, litija bateriju elektrodu materiālos un katalītiskos materiālos.

Viendimensijas oglekļa nanomateriāli nozīmē, ka elektroni brīvi pārvietojas tikai vienā virzienā, kas nav nanomēroga, un kustība ir lineāra.Tipiski viendimensijas oglekļa materiālu pārstāvji ir oglekļa nanocaurules, oglekļa nanošķiedras un tamlīdzīgi.Atšķirību starp abiem var balstīt uz atšķiramā materiāla diametru, kā arī var balstīties uz definējamā materiāla grafitizācijas pakāpi.Atbilstoši materiāla diametram nozīmē, ka: diametrs D ir mazāks par 50 nm, iekšējo dobo struktūru parasti sauc par oglekļa nanocaurulēm un diametru diapazonā no 50 līdz 200 nm, galvenokārt ar daudzslāņu grafīta loksni, kas ir saritināta, ar nav acīmredzamas Dobas struktūras bieži sauc par oglekļa nanošķiedrām.

Atbilstoši materiāla grafitizācijas pakāpei definīcija attiecas uz to, ka grafitizācija ir labāka, materiāla orientācija.grafītsloksni, kas orientēta paralēli caurules asij, sauc par oglekļa nanocaurulēm, savukārt grafitizācijas pakāpe ir zema vai tās nav grafitizācijas struktūras, grafīta lokšņu izvietojums ir neorganizēts, materiāls ar dobu struktūru vidū un patdaudzsienu oglekļa nanocaurulesvisi ir sadalīti oglekļa nanošķiedrās.Protams, atšķirība starp oglekļa nanocaurulēm un oglekļa nanošķiedrām dažādos dokumentos nav acīmredzama.

Mūsuprāt, neatkarīgi no oglekļa nanomateriālu grafitizācijas pakāpes mēs izšķiram oglekļa nanocaurules un oglekļa nanošķiedras, pamatojoties uz dobu struktūru esamību vai neesamību.Tas ir, viendimensijas oglekļa nanomateriāli, kas nosaka dobu struktūru, ir oglekļa nanocaurules, kurām nav dobas struktūras, vai arī dobā struktūra nav acīmredzama viendimensijas oglekļa nanomateriāli oglekļa nanošķiedras.
Divdimensiju oglekļa nanomateriāli: grafēns ir divdimensiju oglekļa nanomateriālu pārstāvis.Grafēna attēlotie divdimensiju funkcionālie materiāli pēdējos gados ir bijuši ļoti karsti.Šim zvaigžņu materiālam piemīt pārsteidzošas unikālas īpašības mehānikā, elektrībā, siltumā un magnētismā.Strukturāli grafēns ir pamata vienība, kas veido citus oglekļa materiālus: tas deformē līdz nulles dimensijas fullerēniem, saritinās viendimensijas oglekļa nanocaurulēs un sakrājas trīsdimensiju grafītā.
Rezumējot, oglekļa nanomateriāli vienmēr ir bijuši aktuāls jautājums nanozinātnes un tehnoloģiju pētniecībā, un tie ir panākuši nozīmīgu pētniecības progresu.Pateicoties to unikālajai struktūrai un lieliskajām fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām, oglekļa nanomateriāli tiek plaši izmantoti litija jonu akumulatoru materiālos, optoelektroniskos materiālos, katalizatora nesējos, ķīmiskajos un bioloģiskajos sensoros, ūdeņraža uzglabāšanas materiālos un superkondensatoru materiālos un citos aspektos, kas rada bažas.

Ķīna Hongwu Micro-Nano Technology Co., Ltd — nano-oglekļa materiālu industrializācijas priekštecis, ir pirmais vietējais oglekļa nanocauruļu un citu nano-oglekļa materiālu ražotājs rūpnieciskai ražošanai un pasaulē vadošās kvalitātes pielietošanai, nanomateriālu ražošanai. oglekļa materiāli ir eksportēti uz visu pasauli, atsaucība ir laba.Pamatojoties uz valsts attīstības stratēģiju un moduļu pārvaldību, Hongwu Nano ievēro uz tirgu orientētu, uz tehnoloģijām balstītu principu, lai apmierinātu klientu saprātīgās prasības kā savu misiju un pieliktu neatlaidīgus pūliņus, lai palielinātu Ķīnas ražošanas nozares spēku.