西安交大制備出非晶型碳納米管

西安交通大學(xué)柳永寧、趙廷凱、朱杰武等研究人員使用新型控溫電弧爐，在特定的氣氛、壓力、溫度下以及催化劑的作用下，制備出非晶型碳納米管，確定了一組產(chǎn)量和純度均較理想的制備參數(shù)。相關(guān)論文發(fā)表在最近出版的《科學(xué)通報(bào)》上。

    西安交通大學(xué)金屬材料強(qiáng)度國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任柳永寧介紹，碳納米管是由有序排列的碳原子平面卷繞而成的管狀結(jié)構(gòu)，單層原子面形成的碳管被稱為單壁碳納米管，兩層以上原子面形成的碳管成為復(fù)壁碳管。這兩種管子在X射線衍射時(shí)都出現(xiàn)強(qiáng)烈的衍射峰，表明原子是有序的排列，是一種晶體結(jié)構(gòu)。和一般的碳納米管不同的是，非晶碳納米管的管壁由許多碳團(tuán)簇組成，具有“短程有序、長(zhǎng)程無(wú)序”的特點(diǎn)，在高分辨電子顯微鏡下觀察時(shí)呈現(xiàn)出無(wú)序的排列方式，X射線衍射失去了強(qiáng)烈的晶體衍射峰特征，表現(xiàn)出非晶體特征。這種管徑3～60納米的碳管，在性能上也與單壁碳納米管和復(fù)壁碳納米管有很大差別。因此制取大量、高純度的非晶碳納米管，以供性能檢測(cè)和應(yīng)用研究之所需，就成為一個(gè)全新的研究課題。

    據(jù)悉，此次西安交通大學(xué)制備非晶型碳納米管采用的裝置，是擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利設(shè)備溫控電弧爐，由柳永寧在該校“教育振興行動(dòng)計(jì)劃”的支持下自主設(shè)計(jì)。該設(shè)備是在傳統(tǒng)電弧爐的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，在容器內(nèi)部增加了一個(gè)溫度控制裝置，可在不同溫度環(huán)境中進(jìn)行電弧放電。該設(shè)備的陰極是設(shè)計(jì)獨(dú)特的旋轉(zhuǎn)圓盤，圓盤上可同時(shí)安裝多根消耗陰極棒，通過(guò)旋轉(zhuǎn)圓盤連續(xù)生產(chǎn)碳納米管，大大提高了生產(chǎn)率，為工業(yè)化生產(chǎn)碳納米管提供了一種新方法。

    柳永寧表示，采用溫控電弧爐大量制備碳納米管，為碳納米管的進(jìn)一步應(yīng)用與研究打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。而非晶型碳納米管在能量轉(zhuǎn)化、能量吸收方面，都有潛在的應(yīng)用前景。