第四章一維納米材料

1、第四章第四章 一維納米材料一維納米材料one dimensional nanometer materials4.1 納米絲或納米棒納米絲或納米棒 4.2 納米管納米管4.3同軸納米電纜同軸納米電纜 定義：在兩個(gè)維度上為納米尺度的材料定義：在兩個(gè)維度上為納米尺度的材料橫截面：橫截面：長(zhǎng)度：幾百納米至幾毫米長(zhǎng)度：幾百納米至幾毫米 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 種類：種類：nanobelt第四章一維納米材料一維納米材料的制備策略一維納米材料的制備策略A) Dictation by the anisotropic crystallographic structure of a solidB) Confinement

2、by a liquid droplet as in the vapor-liquid-solid processC) Direction through the use of a templateD) Kinetic control provided by a capping reagentE) self-assembly of 0D nanostructuresF) Size reduction of a 1D microstructure第四章一維納米材料4.1 納米絲或納米棒納米絲或納米棒 納米棒納米棒(nanorod)：縱橫比：縱橫比(長(zhǎng)度與直徑的比率長(zhǎng)度與直徑的比率)小，小，1 m

3、Si納米線、鐵鎳合金納米線納米線、鐵鎳合金納米線 SiC、Si3N4、GaN MgO、ZnO GaAs、InAs、InP、GaP種類：種類：(nanowire, nanowhisker,nanofiber)第四章一維納米材料4.1.1 制備方法制備方法(1) 氣相生長(zhǎng)合成法氣相生長(zhǎng)合成法 Supersaturation factor低過(guò)飽和度：低過(guò)飽和度：whisker中過(guò)飽和度：中過(guò)飽和度：bulk crystal高過(guò)飽和度：高過(guò)飽和度：powder 直接氣相法直接氣相法 粉體粉體(如如Si3N4、SiC、Ga2O3、ZnO)直接加熱氣化直接加熱氣化生成相應(yīng)的納米線生成相應(yīng)的納米線 間接合成

4、法間接合成法在納米線的形成過(guò)程中可能涉及到中間產(chǎn)物在納米線的形成過(guò)程中可能涉及到中間產(chǎn)物 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：simplicity and accessibility第四章一維納米材料MgOMg蒸汽石墨舟MgO襯底例例 ： MgO納米線的制備納米線的制備MgO+C(H2, H2O)Mg(V)+COTransport to Growth zoneMgO(Al2O3, ZnO, SnO2)氧化氧化兩步法有助于降低過(guò)飽和度兩步法有助于降低過(guò)飽和度(1) 氣相生長(zhǎng)合成法氣相生長(zhǎng)合成法第四章一維納米材料Cu+O2Cu2OH2S室溫室溫Cu2SCuairCuO nanowireCu2O中間產(chǎn)物的生成有助于降低制備

5、納米線的溫度中間產(chǎn)物的生成有助于降低制備納米線的溫度MgB2MgO900,氧化氧化H2/ArMgO1200直接蒸發(fā)直接蒸發(fā)MgO nanowire(1) 氣相生長(zhǎng)合成法氣相生長(zhǎng)合成法例例: Cu2S 納米線的制備納米線的制備例例: MgO 納米線的制備納米線的制備第四章一維納米材料Si+SiO2(S)熱蒸發(fā)熱蒸發(fā)或激光蒸發(fā)或激光蒸發(fā)SixO(V)Six-1+SiOSi+SiO2SixO液體，起催化劑作用，有助于液體，起催化劑作用，有助于Si原子吸原子吸收、擴(kuò)散、沉積收、擴(kuò)散、沉積SiO2殼層，由殼層，由SiO分解而來(lái)，有助于阻止橫分解而來(lái)，有助于阻止橫向生長(zhǎng)向生長(zhǎng)溫度梯度的溫度梯度的存在是納米

6、存在是納米線生長(zhǎng)的外線生長(zhǎng)的外部推動(dòng)力部推動(dòng)力+SiO(1) 氣相生長(zhǎng)合成法氣相生長(zhǎng)合成法例例: Si納米線的制備納米線的制備可能生長(zhǎng)機(jī)理：TAdv. Mater. 2000, 12, No. 18, p1343X1第四章一維納米材料(1) 氣相生長(zhǎng)合成法氣相生長(zhǎng)合成法例例: GaAs納米線的制備納米線的制備氧化物輔助納米線生長(zhǎng)方法優(yōu)點(diǎn)：氧化物輔助納米線生長(zhǎng)方法優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需金屬催化劑；無(wú)需金屬催化劑；消除了金屬原子對(duì)納米線的污染消除了金屬原子對(duì)納米線的污染GaAs+Ga2O3GaAs納米線納米線在在111生長(zhǎng)方向的生長(zhǎng)方向的GaAs結(jié)晶核外面包覆了一層結(jié)晶核外面包覆了一層Ga2O3生長(zhǎng)機(jī)理：第四

7、章一維納米材料(2) 氣氣-液液-固方法固方法(VLS方法）方法） 原理原理 優(yōu)點(diǎn)：可用于制備單晶納米線；產(chǎn)量相對(duì)較大優(yōu)點(diǎn)：可用于制備單晶納米線；產(chǎn)量相對(duì)較大 缺點(diǎn)：不能用于制備金屬納米線；金屬催化劑的存缺點(diǎn)：不能用于制備金屬納米線；金屬催化劑的存在會(huì)污染納米線在會(huì)污染納米線激光蒸發(fā)、熱揮發(fā)、電弧放電物理法激光蒸發(fā)、熱揮發(fā)、電弧放電物理法Chemical vapor transport and deposition化學(xué)法化學(xué)法納米線的直徑由納米線的直徑由Au團(tuán)簇或粒子的尺寸決定團(tuán)簇或粒子的尺寸決定 應(yīng)用最廣泛的方法，制備的納米線包括：應(yīng)用最廣泛的方法，制備的納米線包括：Si、Ge、Beleme

8、ntal semiconductorGaN、GaAs 、 GaP 、 InP 、 InAsIII-V semiconductorZnS、ZnSe、CdS、CdSeII-VI semiconductorZnO、MgO、SiO2oxidesVapor來(lái)源：來(lái)源：第四章一維納米材料Ge納米線的生長(zhǎng)過(guò)程納米線的生長(zhǎng)過(guò)程Au clusterGeI2700-900分解分解Ge-Au(L)合金合金(12Ge)在固液界面生長(zhǎng)在固液界面生長(zhǎng)過(guò)飽和過(guò)飽和Ge(V)360(2) 氣氣-液液-固方法固方法(VLS方法）方法）第四章一維納米材料(3) Solution-Liquid-Solid methods(SLS方

9、法方法) 產(chǎn)物為單晶納米須或線，橫向尺寸產(chǎn)物為單晶納米須或線，橫向尺寸10150nm，縱向幾，縱向幾mm催化劑：低熔點(diǎn)金屬，如催化劑：低熔點(diǎn)金屬，如In、Sn、Bi等等 優(yōu)點(diǎn)：操作溫度可在普通芳香烴的沸點(diǎn)以下優(yōu)點(diǎn)：操作溫度可在普通芳香烴的沸點(diǎn)以下例例：tert-Bu2In -P(SiMe3)22111203芳香烴溶劑芳香烴溶劑In催化劑催化劑InP (10100nm, 1000nm) 原理原理156.6231.9271.3 Organometallic precursor第四章一維納米材料(3) Solution-Liquid-Solid methods(SLS方法方法)例例SiHH烷基硫醇穩(wěn)

10、定烷基硫醇穩(wěn)定的的Au納米粒子納米粒子己烷己烷加熱加壓加熱加壓超臨界流超臨界流體狀態(tài)體狀態(tài)Si納米線納米線bp: 100oCbp: 68.7oC第四章一維納米材料(4) 溶劑化熱合成溶劑化熱合成(solvothermal Methods) 原理：使溶劑處于高溫高壓原理：使溶劑處于高溫高壓(大于臨界點(diǎn)大于臨界點(diǎn))下，提高固體的下，提高固體的溶解度，加速固體之間的反應(yīng)。溶解度，加速固體之間的反應(yīng)。前驅(qū)體前驅(qū)體(結(jié)晶生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑結(jié)晶生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(如胺如胺)+溶劑溶劑高溫、高壓高溫、高壓納米線納米線例：例：GeCl4 or phenyl-GeCl3烷烴烷烴275, 100atmGe納米線納米線(730nm

11、,10 m)優(yōu)點(diǎn)：大多數(shù)材料在適當(dāng)?shù)娜軇┲刑岣邏毫蜏囟戎僚R優(yōu)點(diǎn)：大多數(shù)材料在適當(dāng)?shù)娜軇┲刑岣邏毫蜏囟戎僚R界點(diǎn)時(shí)可溶，即具有普適性。界點(diǎn)時(shí)可溶，即具有普適性。缺點(diǎn)：產(chǎn)率低、純度低，尺寸、形態(tài)均勻性差，用到的缺點(diǎn)：產(chǎn)率低、純度低，尺寸、形態(tài)均勻性差，用到的芳烴溶劑環(huán)境不友好，體系復(fù)雜，反應(yīng)機(jī)理研究困難。芳烴溶劑環(huán)境不友好，體系復(fù)雜，反應(yīng)機(jī)理研究困難。第四章一維納米材料(5) Solution-Phase Methods Based on Capping Reagents例例CdSe前驅(qū)體前驅(qū)體三辛基氧化膦三辛基氧化膦己基磷酸己基磷酸CdSe nanorod例例AgNO3+乙二醇乙二醇PVP(聚

12、乙烯基吡咯烷酮聚乙烯基吡咯烷酮)Pt納米粒子納米粒子Ag納米線納米線(B)A) Formation of bimodal silver nanoparticles through heterogeneous nucleation on Pt seeds and homogeneous nucleationB) Evolution of rod-shaped Ag nanostructure as directed by the capping reagent, poly(vinyl pyrrolidone)C) Growth if the Ag nanorods into wires at t

13、he expense of small Ag nanoparticles第四章一維納米材料(6) 各向異性結(jié)晶生長(zhǎng)法各向異性結(jié)晶生長(zhǎng)法M2Mo6X6 (M=Li, Na, X=Se, Te)制備的納米線種類有：制備的納米線種類有：(SN)x (聚硝化硫聚硝化硫)-金屬及超導(dǎo)特性金屬及超導(dǎo)特性K2Pt(CN)4酞菁金屬酞菁金屬Structural model of (Mo3Se3)- molecular wiresA TEM image of bundles assembled from (Mo6Se6)- molecular wiresTriangular planar (Mo3Se3)- 間

14、距間距0.45nm分子線直徑約分子線直徑約2nmMolybdenum Chalcogenide 硫族化鉬第四章一維納米材料 Se、TeH2SeO3+N2H4(肼肼)Se+N2+3H2O2Te(OH)6+3N2H42Te+3N2+12H2O(6) 各向異性結(jié)晶生長(zhǎng)法各向異性結(jié)晶生長(zhǎng)法A. An illustration of the crystal structure of t-Se composed of hexagonally packed, helical chains of Se atoms paralled to each other along the c-axisB. SEM im

15、ages of t-Se nanowires with a mean diameter of 32nmSEM images of t-Te nanowires and nanorods第四章一維納米材料(7) 模板法模板法 Templating Against Features on Solid SubstratesSchematic illustrations of procedures that generated 1D nanostructures by (A) shadow evaporation; (B) reconstruction at the bottom of V-groov

16、es; (C) cleaved-edge overgrowth on the cross-section of a multilayer film and (D) templating against step edges on the surface of a solid substrate.第四章一維納米材料 介孔材料模板法介孔材料模板法聚合物介孔膜聚合物介孔膜氧化鋁介孔膜氧化鋁介孔膜金屬介孔膜金屬介孔膜 分子自組裝結(jié)構(gòu)模板法分子自組裝結(jié)構(gòu)模板法(7) 模板法模板法nanowirenanotubenanowirenanotube第四章一維納米材料 一維納米材料模板法一維納米材料模板法碳納米

17、管碳納米管先沉積先沉積TiAu、Pd、Fe、Al、Pb納米線納米線生物大分子法生物大分子法 利用大分子側(cè)基與離子的作用利用大分子側(cè)基與離子的作用先生成納米粒子，通先生成納米粒子，通過(guò)納米粒子的連接，生成納米線過(guò)納米粒子的連接，生成納米線例：利用例：利用DNA分子分子AgNO3或或PtNO3可制備可制備Ag、Pt納米線納米線納米線法納米線法(7) 模板法模板法例如，例如，AuCl4-、Ag+、PdCl42-、PtCl42-等離子在等離子在LiMo3Se3分子納米線的還原作用下可分別制得分子納米線的還原作用下可分別制得Au、Ag、Pd、Pt納納米線米線第四章一維納米材料碳納米管金屬碳化物納米絲金屬

18、碳化物納米絲易揮發(fā)的金屬或非金屬氧化物（MO)易揮發(fā)的金屬或非金屬鹵化物(MX4)CO+2X2納米碳管模板法普適反應(yīng)模式納米碳管模板法普適反應(yīng)模式2C(S)+SiO(V)SiC(S)+CO(V)Ar氣1700例：例：第四章一維納米材料（8）其它方法）其它方法 Self-Assembly of NanoparticlesA,B) Structures that were assembled from 150nm polystyrene beads (A), and 50 nm Au colloids (B), by templating against 120nm-wide channels p

19、atterned in a thin photoresist film. C) An L-shaped chain of AuSiO2 spheres assembled against a template patterned in a thin photoresist film. D) A spiral chain of polystyrene beads that were assembled by templating against a V-groove etched in the surface of a Si(100) wafer. Size Reduction Isotropi

20、c deformation of a polycrystalline or amorphous material Anisotropic etching of a single crystal Near-field optical lithography with a phase-shift mask第四章一維納米材料4.1.2 納米絲納米絲(或棒或棒)的性質(zhì)和用途的性質(zhì)和用途(1)熱性能熱性能塊狀塊狀Ge，熔點(diǎn)，熔點(diǎn)930650848兩頭先熔，再向中間延伸，直接越小，熔點(diǎn)越低兩頭先熔，再向中間延伸，直接越小，熔點(diǎn)越低退火溫度低退火溫度低有利于無(wú)缺陷納米線的制備有利于無(wú)缺陷納米線的制備(熔融重

21、結(jié)晶熔融重結(jié)晶)有利于在較低溫度下進(jìn)行納米線之間的焊接、切割、連接，有利于在較低溫度下進(jìn)行納米線之間的焊接、切割、連接，以制備功能器件及電路以制備功能器件及電路在納米線的橫截面尺寸和長(zhǎng)度下降到一定尺寸時(shí)，環(huán)境溫度在納米線的橫截面尺寸和長(zhǎng)度下降到一定尺寸時(shí)，環(huán)境溫度和殘余應(yīng)力變化對(duì)納米線的穩(wěn)定性影響很大，易發(fā)生斷裂和殘余應(yīng)力變化對(duì)納米線的穩(wěn)定性影響很大，易發(fā)生斷裂兩根兩根GeGe納米線（外包覆碳層）熔融、流動(dòng)及焊接過(guò)程納米線（外包覆碳層）熔融、流動(dòng)及焊接過(guò)程第四章一維納米材料（2）力學(xué)性能）力學(xué)性能 單晶納米棒，結(jié)晶好，無(wú)缺陷，力學(xué)性能強(qiáng)單晶納米棒，結(jié)晶好，無(wú)缺陷，力學(xué)性能強(qiáng)例：例：SiC納米棒

22、納米棒610660GPa, 理論理論600GPa可作為高強(qiáng)復(fù)合材料的填料可作為高強(qiáng)復(fù)合材料的填料第四章一維納米材料(3)電性能電性能 金屬納米線，尺寸下降后變?yōu)榘雽?dǎo)體金屬納米線，尺寸下降后變?yōu)榘雽?dǎo)體應(yīng)用：應(yīng)用：例：例：Bi納米線，納米線，52nm時(shí)產(chǎn)生金屬半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變時(shí)產(chǎn)生金屬半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變GaN，17nm時(shí)仍為半導(dǎo)體時(shí)仍為半導(dǎo)體Si,15nm時(shí)變?yōu)榻^緣體時(shí)變?yōu)榻^緣體 納米線組裝成陣列，具有儲(chǔ)存密度大，材料選擇范圍寬納米線組裝成陣列，具有儲(chǔ)存密度大，材料選擇范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，如等優(yōu)點(diǎn)，如GaN可用于高溫器件可用于高溫器件 金屬納米線填充于聚合物時(shí)，與納米粒子相比，用量可金屬納米線填充于聚合物時(shí)，與納米粒

23、子相比，用量可大大降低，從而減少金屬的消耗，減輕電子裝置重量大大降低，從而減少金屬的消耗，減輕電子裝置重量 用作納米電極，用于電化學(xué)分析和檢測(cè)用作納米電極，用于電化學(xué)分析和檢測(cè) CdSe納米棒聚噻吩制成雜化材料，用于太陽(yáng)能電池，納米棒聚噻吩制成雜化材料，用于太陽(yáng)能電池，性能優(yōu)于性能優(yōu)于CdSe量子點(diǎn)（因?yàn)榱孔狱c(diǎn)（因?yàn)镃dSe納米棒在較低能量下就納米棒在較低能量下就可以傳輸電子可以傳輸電子第四章一維納米材料 ZnO納米線的壓電效應(yīng)納米線的壓電效應(yīng)美國(guó)喬治亞理工學(xué)院（美國(guó)喬治亞理工學(xué)院（Georgia Tech）王中林教授發(fā)現(xiàn)了氧化鋅納米線）王中林教授發(fā)現(xiàn)了氧化鋅納米線的壓電效應(yīng)，制造了納米電機(jī)；

24、并提出了納米壓電電子學(xué)的壓電效應(yīng)，制造了納米電機(jī)；并提出了納米壓電電子學(xué)（Nanopiezotronics）概念）概念 (3)電性能電性能第四章一維納米材料(4) 光學(xué)特性光學(xué)特性 Si納米線吸收光譜藍(lán)移納米線吸收光譜藍(lán)移 納米線發(fā)出的光沿著軸向偏振，具有各向異性，平行于軸納米線發(fā)出的光沿著軸向偏振，具有各向異性，平行于軸向的發(fā)射光譜強(qiáng)度大，垂直于軸向的發(fā)射光譜強(qiáng)度弱，可向的發(fā)射光譜強(qiáng)度大，垂直于軸向的發(fā)射光譜強(qiáng)度弱，可制成極化敏感光子檢測(cè)器，用于光子集成電路，光學(xué)開(kāi)關(guān)制成極化敏感光子檢測(cè)器，用于光子集成電路，光學(xué)開(kāi)關(guān) 半導(dǎo)體納米線具有激發(fā)發(fā)射特性突出的光電導(dǎo)性半導(dǎo)體納米線具有激發(fā)發(fā)射特性突出

25、的光電導(dǎo)性(photoconductivity)例：例：ZnO納米線陣列激發(fā)發(fā)射紫外光；納米線陣列激發(fā)發(fā)射紫外光；ZnO納米線在納米線在385nm紫外線照射下，電導(dǎo)率從紫外線照射下，電導(dǎo)率從3.5M .cm-1，下降，下降46個(gè)個(gè)數(shù)量級(jí)，可用于光學(xué)開(kāi)關(guān)。數(shù)量級(jí)，可用于光學(xué)開(kāi)關(guān)。第四章一維納米材料第四章一維納米材料(5) (5) 化學(xué)敏感特性化學(xué)敏感特性 利用表面吸附分子對(duì)納米線電導(dǎo)率的影響，用于醫(yī)療、環(huán)利用表面吸附分子對(duì)納米線電導(dǎo)率的影響，用于醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全檢查等領(lǐng)域境監(jiān)測(cè)、安全檢查等領(lǐng)域例：例：Cu納米線有機(jī)分子納米線有機(jī)分子半導(dǎo)體納米線化學(xué)生物傳感半導(dǎo)體納米線化學(xué)生物傳感單晶單晶Sn

26、O2納米線室溫納米線室溫NO2光化學(xué)傳感器，而光化學(xué)傳感器，而SnO2顆顆粒或薄膜需在?；虮∧ば柙?00500下操作下操作(6) 場(chǎng)發(fā)射特性場(chǎng)發(fā)射特性Si納米棒、納米棒、SiC納米棒納米棒第四章一維納米材料4.2 納米管納米管 種類：碳納米管、硅納米管、種類：碳納米管、硅納米管、Pd納米管、納米管、BN納米納米管管4.2.1 制備方法制備方法（1） 介孔模板介孔模板（2）分子自組裝結(jié)構(gòu)模板）分子自組裝結(jié)構(gòu)模板第四章一維納米材料4.2.1 制備方法制備方法(3) 一維納米材料模板一維納米材料模板 Ag納米線模板法納米線模板法利用氧化還原原理利用氧化還原原理SEM images of Pd nan

27、otubes generatedly by reacting silver nanowires with an aqueous Pd(NO3)2 solutionA TEM image of Au nanotubes prepared by reacting silver nanowires with an aqueous HAuCl4 solution第四章一維納米材料(4) 各向異性結(jié)晶生長(zhǎng)法各向異性結(jié)晶生長(zhǎng)法4.2.1 制備方法制備方法An SEM image of t-Te nanotubes that were synthesized by reducing orthotelluri

28、c acid with ethylene glycol at 197Telluric acid+ethylene glycolTe nanotubesFormation mechanism: The reaction seems to begin with the decomposition of orthotelluric acid into tellurium dioxide, followed by the formation of t-Te hexagonally shaped seeds. The subsequent growth along the circumferential

29、 edges of these seeds leads to the evolution of a nanotube morphology.第四章一維納米材料4.2.2 碳納米管碳納米管(1) 碳納米管的結(jié)構(gòu)碳納米管的結(jié)構(gòu) 碳納米管是石墨管狀晶體碳納米管是石墨管狀晶體 是單層或多層石墨片圍繞中心按一定是單層或多層石墨片圍繞中心按一定的螺旋角卷曲而成的無(wú)縫納米級(jí)管的螺旋角卷曲而成的無(wú)縫納米級(jí)管 兩頭為五邊形組成兩頭為五邊形組成 種類：種類：?jiǎn)伪谔技{米管（單壁碳納米管（single wall carbon nanotube, SWNT):直徑直徑16nm，長(zhǎng)度：幾百，長(zhǎng)度：幾百nm幾幾 m，甚至甚

30、至mm多壁碳納米管多壁碳納米管(multiwall carbon nanotube, MWNT):230nm，長(zhǎng)，長(zhǎng)度度0.15 m，片間距，片間距0.34nm長(zhǎng)徑比長(zhǎng)徑比1001000，甚至，甚至10000，為線狀物，為線狀物第四章一維納米材料(1) 碳納米管的結(jié)構(gòu)碳納米管的結(jié)構(gòu)種類：按手性角種類：按手性角( )分分單臂納米管單臂納米管鋸齒納米管鋸齒納米管手性納米管手性納米管300013332Pa 高氣壓低電流有利于碳納米管的生成高氣壓低電流有利于碳納米管的生成 在石墨棒上加在石墨棒上加Fe、Co、Ni后生成后生成SWNT和富勒烯和富勒烯陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極1mmHe氣氣在陰極上沉積出碳納米管在

31、陰極上沉積出碳納米管陽(yáng)極石墨蒸發(fā)陽(yáng)極石墨蒸發(fā)第四章一維納米材料激光蒸發(fā)法激光蒸發(fā)法 形成形成SWNTs，產(chǎn)率，產(chǎn)率7090，無(wú)，無(wú)MWNTs 催化劑在催化劑在SWNT的生長(zhǎng)過(guò)程中，降低彎曲應(yīng)力，的生長(zhǎng)過(guò)程中，降低彎曲應(yīng)力，促進(jìn)原子排列整齊，并阻止富勒烯分子的生成促進(jìn)原子排列整齊，并阻止富勒烯分子的生成（2）碳納米管制備方法）碳納米管制備方法67mm的激光束的激光束惰性氣體流惰性氣體流含有金屬的石墨靶含有金屬的石墨靶水冷銅收集器水冷銅收集器第四章一維納米材料(3)等離子體沉積法等離子體沉積法 苯蒸汽通過(guò)等離子體分解后，碳原子團(tuán)簇沉積于水冷銅苯蒸汽通過(guò)等離子體分解后，碳原子團(tuán)簇沉積于水冷銅板上，形

32、成板上，形成200 m的的MWNTs 乙炔和氨氣在乙炔和氨氣在666通過(guò)等離子熱流體，在鍍鎳玻璃表面通過(guò)等離子熱流體，在鍍鎳玻璃表面形成納米管束形成納米管束第四章一維納米材料（4）催化裂解法）催化裂解法 碳?xì)浠衔锎呋療岱纸?，催化劑金屬有碳?xì)浠衔锎呋療岱纸猓呋瘎┙饘儆蠪e、Co、Ni、Pt、Ru、Cr、V、Mo以及它們的合金，其中用以及它們的合金，其中用Co作催化劑制得作催化劑制得的的CNTs石墨化最好，直徑最細(xì)石墨化最好，直徑最細(xì) 優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)量大，是一種有前途的方法優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)量大，是一種有前途的方法放在瓷舟中的催化劑放在瓷舟中的催化劑石英管石英管電爐電爐氣體混合氣體混合第四章一維納米材料4.

33、2.3 碳納米管應(yīng)用碳納米管應(yīng)用碳種類碳種類H2吸附量吸附量吸附條件吸附條件活性碳活性碳5.1%150K，5.4MPa富勒烯富勒烯4.8%Ni催化劑，催化劑，432K，5MPa碳納米管碳納米管510室溫，室溫，40KPa(1) 儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫材料(2)電子科學(xué)應(yīng)用電子科學(xué)應(yīng)用 場(chǎng)發(fā)射電極平板顯示器場(chǎng)發(fā)射電極平板顯示器尖端具有納米尺度的曲率，并且存在著空鍵或五元環(huán)和七元環(huán)而尖端具有納米尺度的曲率，并且存在著空鍵或五元環(huán)和七元環(huán)而使化學(xué)活性較大，且由于使化學(xué)活性較大，且由于CNTs本身具有剛性大，化學(xué)惰性，可本身具有剛性大，化學(xué)惰性，可以是良好導(dǎo)體，故是較佳的發(fā)射極。碳納米管以是良好導(dǎo)體，故是較佳的發(fā)射極。碳納米管(激發(fā)電壓低，發(fā)激發(fā)電壓低，發(fā)射電流密度高射電流密度高)第四章一維納米材料納米碳管儲(chǔ)氫納米碳管儲(chǔ)氫 原理：吸附原理：吸附a. 多壁碳納米管銅粉多壁碳納米管銅粉儲(chǔ)氫量?jī)?chǔ)氫量5.7%b. 摻堿金屬（鋰、鉀金屬）摻堿金屬（鋰、鉀金屬）1atm，200400或室溫，儲(chǔ)氫或室溫，儲(chǔ)氫20，升高溫度，釋放，升高溫度，釋放H2大直徑有利大直徑有利單壁有利單壁有利摻雜有利于儲(chǔ)氫摻雜有利于儲(chǔ)氫 特點(diǎn)：特點(diǎn)：氫氣的吸附和脫附可在常溫進(jìn)行，只要改變壓力即可；氫氣的吸附和脫附可在常溫進(jìn)行，只要改變壓力即可；儲(chǔ)氫量大，純