碳纳米材料的结构

1. 碳元素纳米材料的形成
元素周期表中的碳元素包含各种同素异形体，例如，非晶碳，石墨，金刚石，碳球，碳纳米管（CNT）和石墨烯。并且它具有SP，SP2，SP3杂交的各种电子轨道特性。此外，SP2的各向异性导致了晶体性和其他排列的引导。利用在1000℃下的H2催化下合成的三种不同结构的碳材料(碳球、竹状碳纳米管、直碳纳米管)，可通过大气压力化学气相沉积(APCVD)来改变其流量。
形成方法：
激光蒸发石墨法:该方法是在使用金属催化剂的情况下，用脉冲激光轰击石墨表面，在石墨表面[2]上制备纳米级碳材料。
等离子喷涂沉积法:将离子喷涂的钨电极(阴极)和铜电极(阳极)用水冷却。当Ar / He载气携着苯蒸汽通过等离子炬时，会在阳极上沉积含纳米碳灰材料[3]表面。
凝聚态电解生成法:采用石墨电极(电解池为阳极)，在600℃左右的温度下，氩气作为保护气，在一定的电压和电流下电解熔融的卤化物碱盐，电解生成各种形态的碳纳米材料。
石墨电弧法:石墨电弧法是在一定的环境下，利用石墨电极从阴极沉积中放电碳纳米材料的方法。
化学气相沉积法:是制备碳材料的一种广泛使用的方法，可分为催化化学气相沉积法和非催化化学气相沉积法。当含碳源的气体(或蒸汽)流过催化剂表面时，它就会被催化分解。乙烯、乙炔、苯乙烯、苯、甲苯、甲烷等通常用作碳源，它们通常是化学活性化合物，含有不饱和化学键;常用过渡金属、稀有金属或金属氧化物作为催化剂;氩气、氮气或氢气通常用作载气。非催化气相沉积不需要任何催化剂，直接在保护气氛下热分解气相含碳有机物。