Carbon nanomaterials Panimula

Sa mahabang panahon, alam lamang ng mga tao na mayroong tatlong carbon allotropes: brilyante, grapayt at amorphous carbon.Gayunpaman, sa nakalipas na tatlong dekada, mula sa zero-dimensional fullerenes, one-dimensional carbon nanotubes, hanggang sa dalawang-dimensional na graphene ay patuloy na natuklasan, ang mga bagong carbon nanomaterial ay patuloy na nakakaakit ng atensyon ng mundo.Ang mga carbon nanomaterial ay maaaring uriin sa tatlong kategorya ayon sa antas ng nanoscale constraint sa kanilang spatial na sukat: zero-dimensional, one-dimensional at two-dimensional na carbon nanomaterial.
Ang mga 0-dimensional na nanomaterial ay tumutukoy sa mga materyales na nasa sukat ng nanometer sa tatlong-dimensional na espasyo, tulad ng mga nano-particle, atomic cluster at mga quantum dots.Ang mga ito ay karaniwang binubuo ng isang maliit na bilang ng mga atomo at molekula.Mayroong maraming mga zero-dimensional na carbon nano-material, tulad ng carbon black, nano-diamond, nano-fullerene C60, carbon-coated nano-metal particle.

Sa sandaling angC60ay natuklasan, nagsimulang tuklasin ng mga chemist ang posibilidad ng kanilang aplikasyon sa katalista.Sa kasalukuyan, ang fullerenes at ang kanilang mga derivatives sa larangan ng catalytic materials ay pangunahing kasama ang sumusunod na tatlong aspeto:

(1) direkta ang fullerenes bilang isang katalista;

(2) fullerenes at ang kanilang mga derivatives bilang isang homogenous catalyst;

(3) Paglalapat ng Fullerenes at ng kanilang mga Derivatives sa Heterogenous Catalysts.
Ang carbon-coated nano-metal particle ay isang bagong uri ng zero-dimensional na nano-carbon-metal composite.Dahil sa limitasyon ng carbon shell at ang proteksiyon na epekto, ang mga metal na particle ay maaaring makulong sa isang maliit na espasyo at ang mga metal nanoparticle na pinahiran doon ay maaaring maging matatag sa ilalim ng impluwensya ng panlabas na kapaligiran.Ang bagong uri ng zero-dimensional na carbon-metal nanomaterial na ito ay may mga natatanging optoelectronic na katangian at may napakalawak na hanay ng mga aplikasyon sa medikal, magnetic recording na materyales, electromagnetic shielding na materyales, lithium battery electrode materials at catalytic materials.

Ang mga one-dimensional na carbon nanomaterial ay nangangahulugan na ang mga electron ay malayang gumagalaw sa isang di-nanoscale na direksyon lamang at ang paggalaw ay linear.Ang mga karaniwang kinatawan ng one-dimensional na carbon na materyales ay carbon nanotubes, carbon nanofibers at iba pa.Ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawa ay maaaring batay sa diameter ng materyal upang makilala, maaari ding batay sa antas ng graphitization ng materyal na tutukuyin.Ayon sa diameter ng materyal ay nangangahulugan na: ang diameter D sa ibaba 50nm, ang panloob na guwang na istraktura ay karaniwang tinutukoy bilang carbon nanotubes, at ang diameter sa hanay ng 50-200nm, karamihan sa pamamagitan ng multi-layer graphite sheet kulutin, na may walang halatang Hollow na istruktura ang madalas na tinutukoy bilang mga carbon nanofiber.

Ayon sa antas ng graphitization ng materyal, ang kahulugan ay tumutukoy sa graphitization ay mas mahusay, ang oryentasyon nggrapaytsheet oriented parallel sa tube axis ay tinatawag na carbon nanotubes, habang ang antas ng graphitization ay mababa o walang graphitization structure , Ang pag-aayos ng mga graphite sheet ay hindi organisado, ang materyal na may guwang na istraktura sa gitna at kahit na angmulti-walled carbon nanotubeslahat ay nahahati sa carbon nanofibers.Siyempre, ang pagkakaiba sa pagitan ng carbon nanotubes at carbon nanofibers ay hindi halata sa iba't ibang mga dokumento.

Sa aming opinyon, anuman ang antas ng graphitization ng mga carbon nanomaterial, nakikilala namin ang pagitan ng carbon nanotubes at carbon nanofibers batay sa pagkakaroon o kawalan ng isang guwang na istraktura.Iyon ay, ang isang-dimensional na carbon nanomaterial na tumutukoy sa isang guwang na istraktura ay mga carbon nanotubes na walang guwang na istraktura O ang guwang na istraktura ay hindi halata na isang-dimensional na carbon nanomaterials carbon nanofibers.
Dalawang-dimensional na carbon nanomaterial: Ang Graphene ay isang kinatawan ng dalawang-dimensional na carbon nanomaterial.Ang dalawang-dimensional na functional na materyales na kinakatawan ng graphene ay napakainit nitong mga nakaraang taon.Ang materyal na bituin na ito ay nagpapakita ng mga kamangha-manghang natatanging katangian sa mekanika, kuryente, init at magnetismo.Sa istruktura, ang graphene ay ang pangunahing yunit na bumubuo ng iba pang mga carbon material: ito ay nag-warp hanggang sa zero-dimensional na fullerenes, kulot sa isang-dimensional na carbon nanotube, at nakasalansan sa three-dimensional na graphite.
Sa buod, ang mga carbon nanomaterial ay palaging isang mainit na paksa sa pananaliksik ng nanoscience at teknolohiya at gumawa ng mahalagang pag-unlad ng pananaliksik.Dahil sa kanilang natatanging istraktura at mahusay na pisikal at kemikal na mga katangian, ang mga carbon nanomaterial ay malawakang ginagamit sa mga materyales ng baterya ng lithium-ion, mga materyales na optoelectronic, mga carrier ng Catalyst, mga sensor ng kemikal at biyolohikal, mga materyales sa imbakan ng hydrogen at mga materyales na supercapacitor at iba pang mga aspeto ng pag-aalala.

Ang China Hongwu Micro-Nano Technology Co., Ltd — ang nangunguna sa industriyalisasyon ng mga nano-carbon na materyales, ay ang unang domestic na tagagawa ng carbon nanotubes at iba pang nano-carbon na materyales para sa industriyal na produksyon at aplikasyon ng nangungunang kalidad ng mundo, produksyon ng nano- na-export na ang mga materyales ng carbon sa Sa buong mundo, maganda ang tugon.Batay sa pambansang diskarte sa pag-unlad at modular na pamamahala, ang Hongwu Nano ay sumunod sa market-oriented, teknolohiya-driven, upang matugunan ang mga makatwirang pangangailangan ng mga customer bilang misyon nito, at gumawa ng walang humpay na pagsisikap na pahusayin ang lakas ng industriya ng pagmamanupaktura ng China.