1。1。4。1 物理吸附法 6

1。1。4。2  湿化学法 6

1。1。4。3  超临界流体法 6

1。1。4。4  电化学沉积法 6

1。1。4。5  磁力辅助法 7

1。2  本文的研究背景及主要研究内容 7

2  实验部分 8

2。1  碳纳米管的制备 8

2。1。1  实验仪器与试剂 8

2。1。2  碳纳米管化学气相沉积原理 8

2。1。3  实验方法 8

2。2  碳纳米管的填充 9

2。2。1  实验仪器与试剂 9

2。2。2  实验方法 10

3  结果和讨论 12

3。1  碳纳米管的表征分析 12

3。2。1  TEM表征 13

3。2。2  XRD表征 14

结  论 15

致  谢 16

参 考 文 献 17

1  引言

1。1  碳纳米管概况

1991年，日本NEC公司的lijima[1]教授发现了碳纳米管(carbon nanotubes，CNTs)，1993年lijima与IBM实验室的Bethune等人分别独立合成了CNTs[2]。将不同大小的巴基球朝一个方向拉长成管状后可得到的不同管径的碳纳米管，其C-C原子之间由SP2杂化构成共价键，所以最初人们称碳纳米管为巴基管是不无道理的。

碳纳米管从结构上来看就像是把层状石墨按照一定方向卷成管状，它有着许多独特且优异的物化性质，自发现始便成为了材料科学界研究的热门， 碳纳米管具有高弹性、高强度、高比表面积、耐热、耐腐蚀、传热和导电性好等优异的性能[3]，使得它在电子、生物容器、复合材料载体等方面有着不可估量的潜在价值。CNTs的空腔还可以填充一些其他的材料，填充后的碳纳米管会具有许多不同于宏观量时的独特物化性质，这些独特的性质为碳纳米管在能源、医药、信息等领域的研究和应用拥有广阔的前景。

按照碳纳米管的管壁层数的不同，碳纳米管主要分为单壁碳纳米管(SWNTs)和 多壁碳纳米管(MWNTs)。单壁碳纳米管结构简单，其管壁仅有一层石墨，管径可小至1nm以下。如图1。1所示。多壁碳纳米管的管壁有两层或两层以上的石墨，各层石墨的直径与螺旋度均不同，相邻石墨层间距约为0。34nm。就像是直径较大的碳纳米管套着直径较小的碳纳米管构成。如图1。2所示。

图1。1  SWCNTs示意图                       图1。2  MWCNTs示意图

1。1。1  碳纳米管的制备方法

lijima教授使用的是电弧法(arc discharge)制备碳纳米管的。制备碳纳米管，关键在于如何获得游离的碳原子或碳原子团簇。一种是用物理方法，利用高温使碳单质升华成游离碳原子，而后凝华形成碳纳米管的。电弧法、激光蒸发法(laser ablation)便是这个原理。另一种是化学方法，将价态碳还原成碳原子制备碳纳米管。化学气相沉积法、电解生成法等就是基于这个原理。下面简单介绍几种方法：