納米碳管(CNT)，管狀的納米級石墨晶體，是單層或多層石墨片圍繞中心軸按一定的螺旋角卷曲而成的無縫納米級管，每層的C是SP2雜化，形成六邊形平面的圓柱面。碳納米管同樣也有天然產(chǎn)出的碳晶特性。使納米碳管成為人們認(rèn)知的碳原子材料。科學(xué)發(fā)現(xiàn)自然，自然驗證科學(xué)。

目前常用的碳納米管制備方法有石墨電弧法、化學(xué)氣相沉積法、催化裂解法和激光燒蝕法，工業(yè)化生產(chǎn)常用的方法是石墨電弧法和化學(xué)氣相沉積法。

  2.1 電弧法制備碳納米管

石墨電弧法是**的碳納米管合成方法。其原理為電弧室充惰性氣體保護，兩石墨棒電極靠近，拉起電弧，再拉開，以保持電弧穩(wěn)定。放電過程中陽極溫度相對陰極較高，所以陽極石墨棒不斷被消耗，同時在石墨陰極上沉積出含有碳納米管的產(chǎn)物。這種方法具有簡單快速的特點，碳納米管能夠石墨化，管缺陷少。但存在的缺點是：電弧放電劇烈，難以控制進程和產(chǎn)物，合成物中有碳納米顆粒、無定形炭或石墨碎片等雜質(zhì)，雜質(zhì)很難分離。經(jīng)過多年研究，科研工作者對該方法進行了改進，如Takizawa等人利用電弧放電法，通過改變催化劑鎳和釔的比例，實現(xiàn)了控制產(chǎn)物直徑分布的目的。將一般陰極（大石墨電極）改成一個可以冷卻的銅電極，再在上面接石墨電極，這樣產(chǎn)物的形貌和結(jié)構(gòu)大為改觀，使電弧法再次煥發(fā)了青春。

圖1 石墨電弧法制備碳納米管

2.2化學(xué)氣相沉積法

化學(xué)氣相沉積法是通過含碳?xì)怏w在催化劑的催化作用下裂解而成,該法簡單易行且產(chǎn)率較高,適合于批量生產(chǎn),經(jīng)過許多科學(xué)家的深入研究 。

碳納米管的生成系由含碳反應(yīng)物在催化劑上分解留下碳并按一定方式聚集成管狀纖維。包括像烴及CO等可在催化劑上裂解或歧化生成碳 物料均有形成碳納米管的可能。作為化學(xué)氣相沉積法制備碳納米管的原料氣,國際上主要采用乙炔,但也采用許多別的碳源氣體,如甲烷 、CO 、乙烯  、丙烯 、丁烯 、苯 及 正己烷 等。不同的碳源氣體用于合成碳納米管 時,不僅活性有很大差別,而且所得的碳納米管的結(jié)構(gòu)和性能也有所不同。    在碳納米管的催化合成過程中選擇合適的催化劑**關(guān)鍵，研究比較多的活性組分為過渡金屬Fe、Co、Mo、Pt及Si等。

圖2 化學(xué)氣相沉積法

相關(guān)產(chǎn)品：定向碳納米管三維結(jié)構(gòu)復(fù)合材料

二氧化錫/多壁碳納米管復(fù)合材料(SnO2/MWNTs)。

多壁碳納米管MCNTs

LiFePO4/MWCNTs復(fù)合材料

三維多孔結(jié)構(gòu)的α-Fe2O3/摻氮石墨烯(N-GNS)/碳納米管(CNTs)復(fù)合材料

氧化鎳/碳@碳納米管負(fù)極材料

聚芳醚腈/碳納米管復(fù)合材料

石墨烯-碳納米管三維納米材料

CNT-Cu復(fù)合材料

單壁碳納米管(SWNTs)

磁性多壁碳納米管

介孔二氧化硅包覆碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料(C/Si)

氫氧化鎳@生物質(zhì)炭纖維納米復(fù)合材料

RGO-CNTs-Co_3O_4、C-Co_3O_4-FGS復(fù)合材料

MCNTs-Fe_2O_3復(fù)合材料

三元納米復(fù)合材料(RGO-CNTs-Co_3O_4)

層次多孔碳/石墨烯復(fù)合材料

石墨烯/碳納米管復(fù)合材料

三維石墨烯/碳納米管納米復(fù)合材料

石墨烯/碳量子點復(fù)合材料

多孔碳@MnO_2@PANI三元復(fù)合材料