Hiilen nanomateriaalit Johdanto

Kauan aikaa ihmiset tietävät vain, että hiiliatotropeja on kolme: timantti, grafiitti ja amorfinen hiili. Viimeisen kolmen vuosikymmenen aikana, kuitenkin nollaulotteisista fullereeneista, yhden ulottuvuuden hiilinanoputkista, kaksiulotteiseen grafeeniin, on jatkuvasti löydetty, uudet hiilinanomateriaalit herättävät edelleen maailman huomion. Hiilen nanomateriaalit voidaan luokitella kolmeen luokkaan niiden tilallisiin ulottuvuuksiin liittyvän nanomittakaavan rajoitusasteen mukaan: nolla-, yksi- ja kaksiulotteiset hiilinanomateriaalit.
0-ulotteiset nanomateriaalit tarkoittavat materiaaleja, jotka ovat nanometrimittakaavassa kolmiulotteisessa tilassa, kuten nanohiukkasia, atomiryhmiä ja kvanttipisteitä. Ne koostuvat yleensä pienestä määrästä atomeja ja molekyylejä. On olemassa monia nollaulotteisia hiilimonoraaka-aineita, kuten hiilimusta, nano-timantti, nano-fullereeni C60, hiilipäällysteiset nano-metallihiukkaset.

Carbon nanomaterial

Heti kun C60 löydettiin, kemistit alkoivat tutkia mahdollisuutta soveltaa niitä katalyyttiin. Tällä hetkellä fullereenit ja niiden johdannaiset katalyyttisten materiaalien alalla sisältävät pääasiassa seuraavat kolme näkökohtaa:

(1) fullereenit suoraan katalysaattorina;

(2) fulreenit ja niiden johdannaiset homogeenisena katalysaattorina;

(3) Fullereenien ja niiden johdannaisten käyttö heterogeenisissä katalyyteissä.
Hiilipäällysteiset nano-metallihiukkaset ovat uudentyyppinen nollaulotteinen nano-hiili-metalli-komposiitti. Hiilikuoren ja suojaavan vaikutuksen rajoituksen takia metallihiukkaset voidaan rajoittaa pieneen tilaan ja niihin päällystetyt metallinanohiukkaset voivat olla vakaasti olemassa ulkoisen ympäristön vaikutuksesta. Tällä uudentyyppisellä nollaulotteisilla hiili-metalli-nanomateriaaleilla on ainutlaatuiset optoelektroniset ominaisuudet, ja sillä on erittäin laaja käyttöalue lääketieteellisissä, magneettisissa tallennusmateriaaleissa, sähkömagneettisissa suojamateriaaleissa, litiumparistoelektrodimateriaaleissa ja katalyyttisissä materiaaleissa.
Yksiulotteiset hiilinanomateriaalit tarkoittavat, että elektronit liikkuvat vapaasti vain yhdessä ei-nanomittakaavassa suunnassa ja liike on lineaarinen. Yksiulotteisten hiilimateriaalien tyypillisiä edustajia ovat hiilinanoputket, hiilinanokuidut ja vastaavat. Ero näiden kahden välillä voi perustua erotettavan materiaalin halkaisijaan, se voi myös perustua määritettävän materiaalin grafiittisointiasteeseen. Materiaalin halkaisijan mukaan tarkoittaa, että: halkaisijaan D alle 50 nm, sisäiseen onttoon rakenteeseen viitataan yleensä hiilinanoputkina ja halkaisijalle alueella 50-200 nm, enimmäkseen monikerroksisen, taivutetun grafiittilevyn avulla mitään ilmeisiä onttoja rakenteita kutsutaan usein hiilinanokuiduiksi.

Materiaalin grafiittimisasteen mukaan määritelmä viittaa siihen, että grafiitti on parempi, putken akselin suuntaisesti suuntautuneen grafiittilevyn orientaatiota kutsutaan hiilinanoputkiksi, kun taas grafiittimisaste on matala tai ei grafiittirakennetta ole. grafiittilevyistä on epäorgaaninen, materiaali, jonka keskellä on ontto rakenne, ja jopa moniseinäiset hiilinanoputket ovat kaikki jaettu hiilinanopuolisiin kuituihin. Tietenkin, ero hiilinanoputkien ja hiilinanokuitujen välillä ei ole ilmeinen useissa asiakirjoissa.

Mielestämme hiilinanomateriaalien grafiittimisasteesta riippumatta erotamme hiilinanoputkien ja hiilinanokuitujen välillä onton rakenteen olemassaolon tai puuttumisen perusteella. Toisin sanoen onttorakennetta määrittelevät yksiulotteiset hiilinanomateriaalit ovat hiilinanoputkia, joilla ei ole onttoa rakennetta. Tai ontto rakenne ei ole ilmeinen yhden ulottuvuuden hiilinanomateriaaleista koostuvat hiilinanokuidut.
Kaksiulotteiset hiilinanomateriaalit: Grafeeni on edustaa kaksiulotteisia hiilinanomateriaaleja. Grafeenin edustamat kaksiulotteiset toiminnalliset materiaalit ovat olleet erittäin kuumia viime vuosina. Tähtimateriaalilla on uskomattomia ainutlaatuisia ominaisuuksia mekaniikassa, sähkössä, lämmössä ja magnetiikassa. Rakenteellisesti grafeeni on perusyksikkö, joka muodostaa muut hiilimateriaalit: se vierii nollaulotteisiin fullereeneihin, kiertyi yhdenulotteisiksi hiilinanoputkiksi ja pinoaa kolmiulotteiseksi grafiitiksi.
Yhteenvetona voidaan todeta, että hiilinanomateriaalit ovat aina olleet kuuma aihe nanotieteiden ja teknologian tutkimuksessa, ja ne ovat edistyneet merkittävästi tutkimuksessa. Ainutlaatuisen rakenteensa ja erinomaisten fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksiensa ansiosta hiilinanomateriaaleja käytetään laajasti litium-ioniakkujen, optoelektronisten materiaalien, katalysaattoreiden, kemiallisten ja biologisten antureiden, vedyn varastointi- ja superkondensaattorimateriaalien ja muiden huolenaiheiden kannalta.

Kiina Hongwu Micro-Nano Technology Co, Ltd - nanohiilimateriaalien teollistumisen edelläkävijä, on ensimmäinen kotimainen hiilinanoputkien ja muiden nanohiilimateriaalien valmistaja teollisuustuotannossa ja maailman johtavan laadun, nano- hiilimateriaaleja on viety kaikkialle maailmaan, vastaus on hyvä. Perustuen kansalliseen kehitysstrategiaan ja modulaariseen hallintaan, Hongwu Nano noudattaa markkinasuuntautunutta, teknologiavetoista, tyydyttääkseen asiakkaiden kohtuulliset vaatimukset tehtävässään ja pyrkiessään väsymätöntä pyrkimystä vahvistaa Kiinan valmistusteollisuuden vahvuutta.

 


Lähetysaika: heinä-13-2020