（4）热力学性质

碳纳米管具有优异的热力学性能 ，其独特的一维管状特性，加上热是沿着长度 方向横向传递的，再通过适当的取向，这种一维管便可以合成各向异性的材料。碳纳 米管的水平尺寸是大多数在室温到 150℃电介质的品格振动波长的几十倍，这就使得 弥散的碳纳米管在散布声子界面的生成中是有效果的，同时也就降低了其导热性能。 通过排列碳纳米管到合适位置就可得到非常高的各向异性的热传导材料。

1。1。2 碳纳米管的制备

随着技术的发展和人们对碳纳米管的重视，现今已经有很多种方法可以高效的制 备高品质的碳纳米管，例如激光蒸发法、电弧法、化学气相沉积法（CVD）、激光法、 电解合成法、微孔模块法、溶液法等，目前人们根据效率和生产品质等众多因素，选 择了制备碳纳米管最常用的方法，分别是激光蒸发法、电弧法和化学气相沉积法，以 下对这三种方法重点介绍。

（1）电弧法 电弧法制备碳纳米管的方法是相对较早的，制备方法相对简单，一直沿用至今。

早在 过渡金属催化剂的方法成功制得了单壁层碳纳米管。现在，电弧法一般是在真空环境 下，充入一定量的惰性气体作为保护气体，用填充有镍、钴、铁单质或以合金作为催 化剂，然后以石墨棒作为电池的电极，较细的作为电池的阳极，较粗的作为电池的阴 极。制备碳纳米管的方法中，电弧法成本相对较低，而且用直流电作为电源制备出的 碳纳米管颗粒较细，石墨化程度相对较高，具有平直的完美管壁结构，但是它的缺点 是制备的碳纳米管产物中杂质较多，无定型的碳居多，杂质还包含纳米碳颗粒、催化

剂颗粒、石墨碎片和足球烯。但是电弧法生产单壁层碳纳米管周期较长，生产效率相 对较低，基于以上的原因目前主要用于单壁层碳纳米管的生产。

（2）激光蒸汽法

        1995 年，Smalley 等人在 1200℃的高温下，用激光使石墨棒升华的方法得到了纯 度超过 60%的，直径均匀的单壁层碳纳米管。之后他们用电子显微镜检测和 X 射线 衍射测试确定产物为单壁层碳纳米管，并且这些管束具有均匀的直径。但是激光制备 碳纳米管设备复杂并且成本太高产率很低，所以不适用于大规模生产。

（3）化学气相沉积法 虽然激光蒸汽法和电弧法都可以生产出品质优良的碳纳米管，但是它们的生产产

产碳纳米管。化学气相沉积法是用铁、钴、镍等过渡金属或者它们的一种或者几种物 质的化合物作为催化剂使用。以含碳的气体或者液体为原料，在 500~1300℃的高温 下进行催化使其分解，或直接热解含铁、钴、镍的含碳化合物，用过渡金属催化剂的 纳米颗粒作为碳纳米管的“中心”来生产碳纳米管。

1。1。3 碳纳米管的纯化方法

无论用上述何种方法制备碳纳米管，碳纳米管在石墨化程度、结晶度还是在形貌 上有所不同，但是它们一般都含有无定型的碳单质、碳纳米颗粒和金属催化剂颗粒等 杂质，这些杂质的存在会严重影响碳纳米管的应用性能，所以要对制备的碳纳米管进 行必要的纯化，纯化方法包括化学法和物理法。但是值得注意的是对多壁层碳纳米管 和单壁层碳纳米管的纯化方法有很多不同之处。下面分别进行介绍。论文网

（1）多壁层碳纳米管的纯化

在 1994 年 Thomas Ebbesen 等[7]通过氧化的方法纯化电弧法生产的碳纳米管，但 是氧化的方法的产率非常低，超过 99%的初级产物都被氧化除去了。之后一个日本小 组又通过使用氯化铜进行插层，然后使氯化铜还原为铜的方法对电弧法生产的碳纳米 管进行纯化。