Ogljikovi nanomateriali Uvod

Dolgo časa ljudje vedo le, da obstajajo trije alotropi ogljika: diamant, grafit in amorfni ogljik.Vendar pa v zadnjih treh desetletjih, od nič-dimenzionalnih fulerenov, enodimenzionalnih ogljikovih nanocevk do dvodimenzionalnega grafena, ki so bili nenehno odkriti, novi ogljikovi nanomateriali še naprej pritegnejo pozornost sveta.Ogljikove nanomateriale je mogoče razvrstiti v tri kategorije glede na stopnjo omejitve nanomateriala na njihove prostorske dimenzije: ničdimenzionalni, enodimenzionalni in dvodimenzionalni ogljikovi nanomateriali.
0-dimenzionalni nanomateriali se nanašajo na materiale, ki so v nanometrskem merilu v tridimenzionalnem prostoru, kot so nanodelci, atomski grozdi in kvantne pike.Običajno so sestavljeni iz majhnega števila atomov in molekul.Obstaja veliko nič-dimenzionalnih ogljikovih nanomaterialov, kot so saje, nano-diamant, nano-fuleren C60, z ogljikom prevlečeni delci nano-kovine.

Takoj ko seC60je bilo odkrito, so kemiki začeli raziskovati možnost njihove uporabe na katalizatorju.Trenutno fulereni in njihovi derivati ​​na področju katalitskih materialov vključujejo predvsem naslednje tri vidike:

(1) fulereni neposredno kot katalizator;

(2) fulereni in njihovi derivati ​​kot homogeni katalizator;

(3) Uporaba fulerenov in njihovih derivatov v heterogenih katalizatorjih.
Z ogljikom prevlečeni nano-kovinski delci so nova vrsta nič-dimenzionalnega nano-ogljik-kovinskega kompozita.Zaradi omejitve ogljikove lupine in zaščitnega učinka so lahko kovinski delci zaprti v majhnem prostoru in kovinski nanodelci, prevlečeni z njim, lahko stabilno obstajajo pod vplivom zunanjega okolja.Ta nova vrsta nič-dimenzionalnih nanomaterialov ogljik-kovina ima edinstvene optoelektronske lastnosti in ima zelo širok spekter uporabe v medicini, materialih za magnetno snemanje, materialih za elektromagnetno zaščito, materialih za elektrode litijeve baterije in katalitičnih materialih.

Enodimenzionalni ogljikovi nanomateriali pomenijo, da se elektroni prosto gibljejo samo v eni smeri, ki ni nanoskalna, gibanje pa je linearno.Tipični predstavniki enodimenzionalnih ogljikovih materialov so ogljikove nanocevke, ogljikova nanovlakna ipd.Razlika med obema lahko temelji na premeru materiala, ki ga je treba razlikovati, lahko tudi na podlagi stopnje grafitizacije materiala, ki ga je treba opredeliti.Glede na premer materiala pomeni, da: premer D pod 50 nm, notranjo votlo strukturo običajno imenujemo ogljikove nanocevke, premer v območju 50-200 nm, večinoma z večplastno grafitno ploščo, zvito, z ni očitnih Votle strukture se pogosto imenujejo ogljikova nanovlakna.

Glede na stopnjo grafitizacije materiala se definicija nanaša na boljšo grafitizacijo, orientacijografitplošča, usmerjena vzporedno z osjo cevi, se imenuje ogljikove nanocevke, medtem ko je stopnja grafitizacije nizka ali brez strukture grafitizacije. Razporeditev grafitnih plošč je neorganizirana, material z votlo strukturo v sredini in celovečstenske ogljikove nanocevkeso vsa razdeljena na ogljikova nanovlakna.Seveda razlika med ogljikovimi nanocevkami in ogljikovimi nanovlakni v različnih dokumentih ni očitna.

Po našem mnenju ne glede na stopnjo grafitizacije ogljikovih nanomaterialov razlikujemo ogljikove nanocevke in ogljikova nanovlakna glede na prisotnost ali odsotnost votle strukture.To pomeni, da so enodimenzionalni ogljikovi nanomateriali, ki definirajo votlo strukturo, ogljikove nanocevke, ki nimajo votle strukture. Ali pa votla struktura ni očitna enodimenzionalni ogljikovi nanomateriali ogljikova nanovlakna.
Dvodimenzionalni ogljikovi nanomateriali: Grafen je predstavnik dvodimenzionalnih ogljikovih nanomaterialov.Dvodimenzionalni funkcionalni materiali, ki jih predstavlja grafen, so bili v zadnjih letih zelo vroči.Ta zvezdni material kaže neverjetne edinstvene lastnosti v mehaniki, elektriki, toploti in magnetizmu.Strukturno je grafen osnovna enota, ki sestavlja druge ogljikove materiale: zvije se v nič-dimenzionalne fulerene, zvije v enodimenzionalne ogljikove nanocevke in zloži v tridimenzionalni grafit.
Če povzamemo, ogljikovi nanomateriali so bili vedno vroča tema v raziskavah nanoznanosti in tehnologije in so dosegli pomemben napredek pri raziskavah.Zaradi svoje edinstvene strukture ter odličnih fizikalnih in kemijskih lastnosti se ogljikovi nanomateriali pogosto uporabljajo v materialih za litij-ionske baterije, optoelektronskih materialih, nosilcih katalizatorjev, kemičnih in bioloških senzorjih, materialih za shranjevanje vodika in materialih za superkondenzatorje ter drugih zaskrbljujočih vidikih.

China Hongwu Micro-Nano Technology Co., Ltd — predhodnik industrializacije nano-ogljikovih materialov, je prvi domači proizvajalec ogljikovih nanocevk in drugih nano-ogljikovih materialov za industrijsko proizvodnjo in uporabo vodilne svetovne kakovosti, proizvodnjo nano- ogljikove materiale izvažajo po vsem svetu, odziv je dober.Na podlagi nacionalne razvojne strategije in modularnega upravljanja se Hongwu Nano drži tržno usmerjenega, tehnološko usmerjenega, da izpolnjuje razumne zahteve kupcev kot svoje poslanstvo, in si neomajno prizadeva povečati moč kitajske proizvodne industrije.