Nanomateriais de carbono Introdução

Por muito tempo, as pessoas só sabiam que existem três alótropos de carbono: diamante, grafite e carbono amorfo.No entanto, nas últimas três décadas, desde os fulerenos de dimensão zero, nanotubos de carbono unidimensionais até o grafeno bidimensional, foram continuamente descobertos, novos nanomateriais de carbono continuam a atrair a atenção do mundo.Os nanomateriais de carbono podem ser classificados em três categorias de acordo com o grau de restrição em nanoescala em suas dimensões espaciais: nanomateriais de carbono de dimensão zero, unidimensionais e bidimensionais.
Os nanomateriais de dimensão 0 referem-se a materiais que estão na escala nanométrica no espaço tridimensional, como nanopartículas, aglomerados atômicos e pontos quânticos.Eles geralmente são compostos de um pequeno número de átomos e moléculas.Existem muitos nanomateriais de carbono de dimensão zero, como negro de fumo, nanodiamante, nanofulereno C60, partículas de nanometal revestidas com carbono.

Assim que oC60foi descoberto, os químicos começaram a explorar a possibilidade de sua aplicação ao catalisador.Atualmente, os fulerenos e seus derivados no campo de materiais catalíticos incluem principalmente os três aspectos a seguir:

(1) fulerenos diretamente como catalisador;

(2) fulerenos e seus derivados como catalisador homogêneo;

(3) Aplicação de Fulerenos e seus Derivados em Catalisadores Heterogêneos.
As partículas de nano-metal revestidas com carbono são um novo tipo de composto de nano-carbono-metal de dimensão zero.Devido à limitação do invólucro de carbono e ao efeito protetor, as partículas de metal podem ser confinadas em um pequeno espaço e as nanopartículas de metal revestidas nelas podem existir de forma estável sob a influência do ambiente externo.Este novo tipo de nanomateriais de carbono-metal de dimensão zero possui propriedades optoeletrônicas únicas e tem uma ampla gama de aplicações em materiais médicos, de gravação magnética, materiais de blindagem eletromagnética, materiais de eletrodo de bateria de lítio e materiais catalíticos.

Nanomateriais de carbono unidimensionais significam que os elétrons se movem livremente em apenas uma direção não nanométrica e o movimento é linear.Representantes típicos de materiais de carbono unidimensionais são nanotubos de carbono, nanofibras de carbono e semelhantes.A diferença entre os dois pode basear-se no diâmetro do material a distinguir, também pode basear-se no grau de grafitização do material a definir.De acordo com o diâmetro do material significa que: o diâmetro D abaixo de 50nm, a estrutura oca interna é geralmente referida como nanotubos de carbono, e o diâmetro na faixa de 50-200nm, principalmente pela folha de grafite multicamada enrolada, com não é óbvio Estruturas ocas são muitas vezes referidas como nanofibras de carbono.

De acordo com o grau de grafitização do material, a definição refere-se a grafitização é melhor, a orientação dografitefolha orientada paralelamente ao eixo do tubo é chamada de nanotubos de carbono, enquanto o grau de grafitização é baixo ou nenhuma estrutura de grafitização, o arranjo das folhas de grafite é desorganizado, o material com estrutura oca no meio e até mesmo onanotubos de carbono de paredes múltiplasestão todos divididos em nanofibras de carbono.Claro, a distinção entre nanotubos de carbono e nanofibras de carbono não é óbvia em vários documentos.

Em nossa opinião, independentemente do grau de grafitização dos nanomateriais de carbono, distinguimos entre nanotubos de carbono e nanofibras de carbono com base na presença ou ausência de uma estrutura oca.Ou seja, nanomateriais de carbono unidimensionais que definem uma estrutura oca são nanotubos de carbono que não possuem estrutura oca Ou a estrutura oca não é óbvia Nanomateriais de carbono unidimensionais nanofibras de carbono.
Nanomateriais de carbono bidimensionais: O grafeno é um representante dos nanomateriais de carbono bidimensionais.Os materiais funcionais bidimensionais representados pelo grafeno têm estado muito quentes nos últimos anos.Este material estelar mostra incríveis propriedades únicas em mecânica, eletricidade, calor e magnetismo.Estruturalmente, o grafeno é a unidade básica que compõe outros materiais de carbono: ele se transforma em fulerenos de dimensão zero, se enrola em nanotubos de carbono unidimensionais e empilha em grafite tridimensional.
Em resumo, os nanomateriais de carbono sempre foram um tema importante na pesquisa em nanociência e tecnologia e fizeram importantes progressos na pesquisa.Devido à sua estrutura única e excelentes propriedades físicas e químicas, os nanomateriais de carbono são amplamente utilizados em materiais de bateria de íon-lítio, materiais optoeletrônicos, transportadores de catalisadores, sensores químicos e biológicos, materiais de armazenamento de hidrogênio e materiais de supercapacitores e outros aspectos preocupantes.

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