Oglekļa nanomateriālu ievads

Ilgu laiku cilvēki zina tikai to, ka ir trīs oglekļa alotropi: dimants, grafīts un amorfs ogleklis. Tomēr pēdējās trīs desmitgadēs, sākot no nulles dimensijas fulērēniem, vienas dimensijas oglekļa nanocaurulītēm un beidzot ar divdimensionālu grafēnu, arvien jaunas oglekļa nanomateriālas turpina piesaistīt pasaules uzmanību. Oglekļa nanomateriālus var iedalīt trīs kategorijās pēc nanodaļiņu ierobežojuma pakāpes to telpiskajiem izmēriem: nulles dimensijas, vienas dimensijas un divdimensiju oglekļa nanomateriāli.
0 dimensijas nanomateriāli attiecas uz materiāliem, kas atrodas nanometru skalā trīsdimensiju telpā, piemēram, nanodaļiņas, atomu kopas un kvantu punkti. Parasti tos veido neliels skaits atomu un molekulu. Ir daudz nulles dimensijas oglekļa nanomateriālu, piemēram, melnā ogle, nano-dimants, nano-fullerēns C60, ar oglekli pārklātas nano-metāla daļiņas.

Carbon nanomaterial

Tiklīdz tika atklāts C60, ķīmiķi sāka izpētīt to pielietošanas iespēju katalizatorā. Pašlaik fullēni un to atvasinājumi katalītisko materiālu jomā galvenokārt ietver šādus trīs aspektus:

(1) fullēni tieši kā katalizators;

(2) fullēni un to atvasinājumi kā viendabīgs katalizators;

(3) Fulolēnu un to atvasinājumu pielietojums heterogēnos katalizatoros.
Ar oglekli pārklātas nanometāla daļiņas ir jauns nulle-dimensijas nano-oglekļa-metāla kompozītu tips. Sakarā ar oglekļa apvalka un aizsargājošā efekta ierobežojumiem, metāla daļiņas var tikt norobežotas nelielā telpā, un ārējās vides ietekmē var stabili pastāvēt tajā pārklātas metāla nanodaļiņas. Šim jaunajam nulles dimensijas oglekļa-metāla nanomateriālu tipam ir unikālas optoelektroniskās īpašības, un tam ir ļoti plašs pielietojums medicīnā, magnētiskos ierakstīšanas materiālos, elektromagnētiskos ekranēšanas materiālos, litija bateriju elektrodu materiālos un katalītiskajos materiālos.
Viendimensiju oglekļa nanomateriāli nozīmē, ka elektroni brīvi pārvietojas tikai vienā virzienā, kas nav nanomēroga, un kustība ir lineāra. Tipiski viendimensiju oglekļa materiālu pārstāvji ir oglekļa nanocaurules, oglekļa nanšķiedras un tamlīdzīgi. Atšķirība starp abām var būt balstīta uz atdalāmā materiāla diametru, tā var būt arī balstīta uz definējamā materiāla grafitizācijas pakāpi. Atbilstoši materiāla diametram ir redzams, ka: diametru D, kas mazāks par 50 nm, iekšējo dobo struktūru parasti sauc par oglekļa nanocaurulēm un diametru no 50 līdz 200 nm, galvenokārt ar daudzslāņu grafīta loksni, kas krokaina, ar bez acīmredzamām dobām struktūrām bieži tiek sauktas par oglekļa nanšķiedrām.

Atbilstoši materiāla grafitizācijas pakāpei definīcija attiecas uz grafitizāciju, labāka ir grafīta loksnes orientācija, kas orientēta paralēli caurules asij, un to sauc par oglekļa nanocaurulēm, savukārt grafitizācijas pakāpe ir zema vai nav grafitizācijas struktūras. grafīta loksnes ir neorganizētas, materiāls ar dobu struktūru vidū un pat daudzsienu oglekļa nanocaurules tiek sadalīti oglekļa nanšķiedros. Protams, dažādos dokumentos atšķirība starp oglekļa nanocaurulēm un oglekļa nanšķiedrām nav acīmredzama.

Mūsuprāt, neatkarīgi no oglekļa nanomateriālu grafitizācijas pakāpes, mēs atšķiram oglekļa nanocaurules un oglekļa nanšķiedras, pamatojoties uz dobās struktūras esamību vai neesamību. Tas ir, viendimensiju oglekļa nanomateriāli, kas nosaka dobu struktūru, ir oglekļa nanocaurules, kurām nav dobu struktūru. Vai arī doba struktūra nav acīmredzama viendimensionāla oglekļa nanomateriāla oglekļa nanšķiedras.
Divdimensiju oglekļa nanomateriāli: grafēns ir divdimensiju oglekļa nanomateriālu pārstāvis. Divdimensiju funkcionālie materiāli, ko attēlo grafēns, pēdējos gados ir bijuši ļoti karsti. Šis zvaigžņu materiāls parāda pārsteidzošas unikālas īpašības mehānikā, elektrībā, siltumā un magnētikā. Strukturāli grafēns ir pamatvienība, kas veido citus oglekļa materiālus: tas satver līdz nulles dimensijas fulēnām, saritinās viendimensiju oglekļa nanocaurulītēs un sakrauj trīsdimensiju grafītā.
Kopumā oglekļa nanomateriāli vienmēr ir bijuši karsts temats nanozinātņu un tehnoloģiju izpētē, un tie ir guvuši nozīmīgus panākumus pētniecībā. Pateicoties to unikālajai struktūrai un lieliskajām fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām, oglekļa nanomateriālus plaši izmanto litija jonu akumulatoru materiālos, optoelektroniskos materiālos, Katalizatora nesējos, ķīmiskos un bioloģiskos sensoros, ūdeņraža uzglabāšanas materiālos un superkondensatoru materiālos un citos aspektos, kas rada bažas.

Ķīna Hongwu Micro-Nano Technology Co, Ltd - nano-oglekļa materiālu industrializācijas priekštecis, ir pirmais vietējais oglekļa nanocauruļu un citu nano-oglekļa materiālu ražotājs rūpnieciskai ražošanai un pasaules vadošās kvalitātes, nano- oglekļa materiāli ir eksportēti uz visu pasauli, reakcija ir laba. Balstoties uz valsts attīstības stratēģiju un modulāru pārvaldību, Hongwu Nano ievēro uz tirgu orientētu, uz tehnoloģijām balstītu, lai apmierinātu klientu pamatotās prasības kā savu misiju un pieliek neatlaidīgas pūles, lai palielinātu Ķīnas apstrādes rūpniecības izturību.

 


Pasta laiks: jūlijs-13-2020