碳说｜碳纳米管的合成方法

之前的专题中，我们详细了解了碳的各类同位异形素的物理结构及特性，今天我们将细说碳纳米管的不同合成方式。

碳纳米管的合成

碳纳米管的合成主要有三种方法

等离子弧放电

在氦气中，等离子弧放电生产碳纳米管。

激光蒸发(脉冲激光烧蚀)

在脉冲激光作用的高温反应中，石墨靶的蒸发。

化学气相沉积(CVD)

从碳氢化合物(甲烷、乙烯、乙炔)中催化(镍、钴、铁或其组合)沉积碳。

化学气相沉积（CVD）是商业化生产碳纳米管（CNT）最先进的方法。

这种方法合成的纳米管在直径、长度和形态方面具有更高的灵活性。然而，再现性也往往具有高挑战性。

目前，OCSiAl公司（网站链接：https://ocsial.com）是TUBALL™单壁碳纳米管的领先制造商。OCSiAl高质量的单壁碳纳米管的年产能为80吨，并计划将这一规模增加到数百吨。

单壁碳纳米管（SWCNT）的空间螺旋特性（手征）和导电性

纳米管的几何形状由原始六边形晶格的手性向量决定。单壁碳纳米管自组装的类型(手征)影响其导电性能，使其导电或半导电。

单壁碳纳米管的扭转状态可以用“n”和“m”的手性指数来描述，它们反映了将六边形晶格卷制成管状的方向向量。

纳米管对材料电阻的降低取决于纳米管的用量、它们的长度以及在纳米管总量中导电碳纳米管的比例。单壁碳纳米管的添加，使得导电（金属性）纳米管的比例几乎增加了3倍。

未完待续