碳纳米管制备方法的研究进展

第44卷第4期 当 代 化 工 Vol.44，No.4 2015年4月 Contemporary Chemical Industry April，2015

收稿日期： 2014-11-03 作者简介： 练澎（1986-），男，广东茂名人，实习研究员，硕士学位，2013年毕业于广东工业大学应用化学专业，研究方向：从事无机功能材

料技术工作。E-mail：lianpeng2000@https://www.docsj.com/doc/7f18702135.html,。

通讯作者：张小凤（1984-），女，助教，硕士学位，研究方向：无机功能材料。E-mail：xfz0201@https://www.docsj.com/doc/7f18702135.html,。

碳纳米管制备方法的研究进展

练 澎1，张小凤2

（1. 广东石油化工学院， 广东 茂名 525000； 2. 茂名职业技术学院， 广东 茂名 525000）

摘 要：碳纳米管具有独特的一维纳米结构，具有极大的比表而积及其优异的物理化学性能，在纳米电子器件、储氢材料、传感器等领域有着巨大的应用前景。文章综述了碳纳米管几种主要的制备方法，如电弧放电法、化学气相沉积法、激光蒸发法、模版法等，通过介绍最新的制备方法和进展，为研究人员提供进一步的参考价值。

关 键 词：碳纳米管；制备方法；研究进展

中图分类号：TQ 028 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2015）04-0737-03

Research Progress in Preparation Methods of Carbon Nanotubes

LIAN Peng 1， ZHANG Xiao-feng 2

（1. Guangdong University of Petrochemical Technology, Guangdong Maoming 525000，China ；

2. Maoming polytechnic, Guangdong Maoming 525000，China ）

Abstract : Carbon nanotubes have very high application potential in nanoelectronic devices, hydrogen storage and sensors because of perfect 1 D nano-space and excellent physical and chemical properties. In this paper, several major preparation methods of carbon nanotubes were introduced, such as arc discharge, chemical vapor deposition, laser evaporation method, template method. Research progress in the preparation methods were discussed, which could provide certain reference for researchers.

Key words : Carbon nanotubes; Preparation; Research progress

碳纳米管（Carbon nanotubes，简称CNTs）是一种具有特殊结构的一维量子材料，它的径向尺寸可达到纳米级，轴向尺寸为微米，管的两端一般都封口，因此它有很大的强度，同时巨大的长径比有望使其制作成韧性极好的碳纤维[1]

。在1991年首先由日本NEC 公司的Iijma [2]

专家在高分辨透射电子显微镜下发现，由于其具有较大的长径比，优异的力学、电学、磁学、热力学性能以及广泛的应用前景，长期吸引了大量研究人员的目光，经过这二十几年的研究，在制备及应用方面均取得了突破性的进展。

CNTs 可以简单地描述为是由相互连接的碳原子层卷曲而成的管状结构，直径从一纳米到几十纳米不等，长度最长可达数厘米[3]

。按照组成碳纳米管管壁的层数可将碳纳米管分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管，多壁碳纳米管一般由几个或者几十个多壁碳纳米管组成。典型的单壁与多壁碳纳米管的结构如图

1所示[4]

。如何制备纯度较高、结构缺陷少的碳纳米管是对其进行深入研究应用的前提条件，因此研究碳纳米管的制备方法具有重大意义。

1 碳纳米管的制备方法

常用的碳纳米管制备方法主要有：电弧放电法、化学气相沉积法、激光蒸发法、模版法等。

图1 典型碳纳米管结构示意图与电镜照片

Fig.1 Schematic illustrations of the structures

(A)扶手椅型; (B)锯齿型和(C)对称型单壁碳纳米管示意图; (D)螺旋状对称型单壁碳纳米管的隧道电子显微镜照片; (E)包含9个同中心单壁碳纳米管的多壁碳管的TEM

1.1 电弧放电法

电弧放电法是以含有催化剂的石墨棒作阳极，纯石墨棒作为阴极，在充有一定惰性气体、氢气或