Nanomateriale de carbon Introducere

Multă vreme, oamenii știu doar că există trei alotropuri de carbon: diamant, grafit și carbon amorf. Cu toate acestea, în ultimele trei decenii, de la fullerenele de dimensiuni zero, nanotuburile unidimensionale de carbon au fost descoperite în mod continuu, grafenele bidimensionale, noi nanomateriale de carbon continuă să atragă atenția lumii. Nanomaterialele de carbon pot fi clasificate în trei categorii în funcție de gradul de constrângere a nano-scării pe dimensiunile lor spațiale: nanomateriale de carbon cu dimensiuni zero, unidimensionale și bidimensionale.
Nanomaterialele cu dimensiune 0 se referă la materiale care se află la scara nanometrului în spațiul tridimensional, cum ar fi nano-particule, grupări atomice și puncte cuantice. De obicei, sunt compuse dintr-un număr mic de atomi și molecule. Există multe nano-materiale de carbon cu dimensiuni zero, cum ar fi negru de carbon, nano-diamant, nano-fulleren C60, particule nano-metalice acoperite cu carbon.

Carbon nanomaterial

Imediat ce a fost descoperit C60, chimiștii au început să exploreze posibilitatea aplicării lor pe catalizator. În prezent, fullerenele și derivații acestora în domeniul materialelor catalitice includ în principal următoarele trei aspecte:

(1) fullerenele direct ca catalizator;

(2) fullerenele și derivații lor ca un catalizator omogen;

(3) Aplicarea Fullerenelor și a derivatelor acestora în catalizatori eterogeni.
Particule nano-metalice acoperite cu carbon sunt un nou tip de compozit nano-carbon-metal-dimensional zero. Datorită limitării cochiliei de carbon și a efectului protector, particulele de metal pot fi limitate într-un spațiu mic, iar nanoparticulele metalice acoperite în ea pot exista în mod stabil sub influența mediului extern. Acest nou tip de nanomateriale carbon-metal cu dimensiuni zero are proprietăți optoelectronice unice și are o gamă foarte largă de aplicații în materiale medicale, magnetice, materiale de ecranare electromagnetice, materiale cu electrozi pentru baterii de litiu și materiale catalitice.
Nanomateriale unidimensionale de carbon înseamnă că electronii se mișcă liber într-o singură direcție non-scală și mișcarea este liniară. Reprezentanții tipici ai materialelor carbonice unidimensionale sunt nanotuburile de carbon, nanofibrele de carbon și altele asemenea. Diferența dintre cele două se poate baza pe diametrul materialului de distins, se poate baza și pe gradul de grafitizare a materialului de definit. În funcție de diametrul materialului, înseamnă că: diametrul D sub 50nm, structura goală internă este de obicei denumită nanotuburi de carbon, iar diametrul în intervalul 50-200nm, în mare parte de foaia de grafit multistrat ondulată, cu nici o structură goală evidentă este adesea denumită nanofibre de carbon.

În funcție de gradul de grafitizare a materialului, definiția se referă la grafitizarea este mai bună, orientarea foii de grafit orientată paralel cu axa tubului se numește nanotuburi de carbon, în timp ce gradul de grafitizare este scăzut sau nicio structură de grafitizare, aranjamentul din foile de grafit este dezorganizată, materialul cu structură goală la mijloc și chiar nanotuburile de carbon cu mai mulți pereți sunt toate împărțite în nanofibre de carbon. Desigur, distincția dintre nanotuburi de carbon și nanofibre de carbon nu este evidentă în diverse documente.

În opinia noastră, indiferent de gradul de grafitizare a nanomaterialelor de carbon, distingem între nanotuburile de carbon și nanofibrele de carbon bazate pe prezența sau absența unei structuri scobite. Adică, nanomaterialele de carbon unidimensionale care definesc o structură goală sunt nanotuburile de carbon care nu au o structură goală Sau structura goală nu este evidentă nanomateriale de carbon unidimensionale nanofibre de carbon.
Nanomateriale cu două dimensiuni de carbon: Grafenul este un reprezentant al nanomaterialelor de carbon bidimensionale. Materialele funcționale bidimensionale reprezentate de grafen au fost foarte fierbinți în ultimii ani. Acest material stelar prezintă proprietăți unice uimitoare în mecanică, electricitate, căldură și magnetism. Din punct de vedere structural, grafenul este unitatea de bază care alcătuiește alte materiale de carbon: se încolăcește până la fullerenuri de dimensiuni zero, se curbește în nanotuburi unidimensionale de carbon și se stivează în grafit tridimensional.
În rezumat, nanomaterialele de carbon au fost întotdeauna un subiect fierbinte în nanoștiința și cercetarea tehnologiei și au făcut progrese importante în cercetare. Datorită structurii lor unice și proprietăților fizice și chimice excelente, nanomaterialele de carbon sunt utilizate pe scară largă în materialele pentru baterii litiu-ion, materiale optoelectronice, purtători de catalizatori, senzori chimici și biologici, materiale de stocare a hidrogenului și materiale supercapacitoare și alte aspecte de îngrijorare.

China Hongwu Micro-Nano Technology Co., Ltd - precursorul industrializării materialelor nano-carbon, este primul producător autohton de nanotuburi de carbon și alte materiale nano-carbon pentru producția industrială și aplicarea de calitate mondială, producția de nano- materialele de carbon au fost exportate în întreaga lume, răspunsul este bun. Bazat pe strategia națională de dezvoltare și managementul modular, Hongwu Nano aderă la piață, bazat pe tehnologie, pentru a răspunde cerințelor rezonabile ale clienților ca misiune și a depune eforturi neîntrerupte pentru a spori puterea industriei de fabricație din China.

 


Ora post: 13 iulie 2020