Úvod do uhlíkových nanomateriálů

Lidé dlouho vědí, že existují tři uhlíkové allotropy: diamant, grafit a amorfní uhlík. Avšak v posledních třech desetiletích se od objevu celorozměrných fullerenů, jednorozměrných uhlíkových nanotrubic po dvourozměrný grafen neustále objevuje, nové uhlíkové nanomateriály stále přitahují pozornost světa. Uhlíkové nanomateriály lze rozdělit do tří kategorií podle stupně omezení nanočástic na jejich prostorových rozměrech: nanomateriály s nulovými, jednorozměrnými a dvourozměrnými uhlíky.
0-rozměrné nanomateriály se vztahují na materiály, které jsou v nanometrovém měřítku v trojrozměrném prostoru, jako jsou nanočástice, atomové shluky a kvantové tečky. Obvykle se skládají z malého počtu atomů a molekul. Existuje mnoho nano-materiálů s nulovým rozměrem uhlíku, jako jsou saze, nano-diamant, nano-fulleren C60, uhlíkem potažené nanokovové částice.

Carbon nanomaterial

Jakmile byl objeven C60, chemici začali zkoumat možnost jejich aplikace na katalyzátor. V současné době fullereny a jejich deriváty v oblasti katalytických materiálů zahrnují zejména tyto tři aspekty:

(1) fullereny přímo jako katalyzátor;

(2) fullereny a jejich deriváty jako homogenní katalyzátor;

(3) Aplikace fullerenů a jejich derivátů v heterogenních katalyzátorech.
Uhlíkaté částice nano-kovů jsou novým typem kompozitů nano-uhlíkových kovů s nulovým rozměrem. V důsledku omezení uhlíkového pláště a ochranného účinku mohou být kovové částice uzavřeny v malém prostoru a kovové nanočástice v nich potažené mohou být stabilně přítomny pod vlivem vnějšího prostředí. Tento nový typ nanomateriálů uhlíkových kovů s nulovým rozměrem má jedinečné optoelektronické vlastnosti a má velmi široké uplatnění v lékařských, magnetických záznamových materiálech, elektromagnetických stínících materiálech, lithiových bateriových elektrodových materiálech a katalytických materiálech.
Jednorozměrné uhlíkové nanomateriály znamenají, že elektrony se volně pohybují pouze v jednom směru bez nanometrů a pohyb je lineární. Typickými představiteli jednorozměrných uhlíkových materiálů jsou uhlíkové nanotrubice, uhlíková nanovlákna a podobně. Rozdíl mezi nimi může být založen na průměru materiálu, který se má rozlišovat, může také být založen na stupni grafitizace materiálu, který má být definován. Podle průměru materiálu to znamená, že: průměr D pod 50 nm, vnitřní dutá struktura se obvykle označuje jako uhlíkové nanotrubice a průměr v rozmezí 50 až 200 nm, většinou vícevrstvý grafitový list stočený, s žádné zřejmé duté struktury jsou často označovány jako uhlíková nanovlákna.

Podle stupně grafitizace materiálu se definice vztahuje na grafitizaci lepší, orientace grafitového listu orientovaného rovnoběžně s osou trubice se nazývá uhlíkové nanotrubice, zatímco stupeň grafitizace je nízká nebo žádná grafitizační struktura, Uspořádání grafitových desek je narušena, materiál s dutou strukturou uprostřed a dokonce i vícestěnné uhlíkové nanotrubice jsou rozděleny na uhlíková nanovlákna. Rozdíl mezi uhlíkovými nanotrubicemi a uhlíkovými nanovlákny samozřejmě není v různých dokumentech zřejmý.

Podle našeho názoru, bez ohledu na stupeň grafitizace uhlíkových nanomateriálů, rozlišujeme mezi uhlíkovými nanotrubicemi a uhlíkovými nanovlákny na základě přítomnosti nebo nepřítomnosti duté struktury. To znamená, že jednorozměrné uhlíkové nanomateriály definující dutou strukturu jsou uhlíkové nanotrubice, které nemají žádnou dutou strukturu. Nebo dutá struktura není zjevná jednorozměrná uhlíková nanomateriály uhlíková nanovlákna.
Dvourozměrné uhlíkové nanomateriály: Graphene je zástupcem dvourozměrných uhlíkových nanomateriálů. Dvourozměrné funkční materiály představované grafenem byly v posledních letech velmi horké. Tento hvězdný materiál vykazuje úžasné jedinečné vlastnosti v oblasti mechaniky, elektřiny, tepla a magnetismu. Strukturálně je grafen základní jednotkou, která tvoří další uhlíkové materiály: deformuje se až do nulových rozměrů fullerenů, kroutí se do jednorozměrných uhlíkových nanotrubic a hromadí se do trojrozměrného grafitu.
Stručně řečeno, uhlíkové nanomateriály byly vždy horkým tématem ve výzkumu v oblasti nanověd a technologií a dosáhly významného pokroku ve výzkumu. Díky své jedinečné struktuře a vynikajícím fyzikálním a chemickým vlastnostem jsou uhlíkové nanomateriály široce používány v lithium-iontových bateriových materiálech, optoelektronických materiálech, nosičích katalyzátoru, chemických a biologických senzorech, materiálech na uchovávání vodíku a superkondenzátorových materiálech a dalších důležitých aspektech.

Čína Hongwu Micro-Nano Technology Co., Ltd - předchůdce industrializace nanokarbonových materiálů, je prvním tuzemským výrobcem uhlíkových nanotrubic a dalších nano-uhlíkových materiálů pro průmyslovou výrobu a aplikaci světové špičkové kvality, výroby nanomateriálů uhlíkové materiály byly vyvezeny do celého světa, reakce je dobrá. Na základě národní rozvojové strategie a modulárního řízení se Hongwu Nano drží tržně orientovaného, ​​technologicky poháněného, ​​aby splňoval rozumné požadavky zákazníků jako své poslání, a vyvíjí nepřetržité úsilí o posílení síly čínského výrobního průmyslu.

 


Čas zveřejnění: červenec-13-2020