Introduzione ai nanomateriali di carbonio

Per molto tempo, le persone sanno solo che ci sono tre allotropi di carbonio: diamante, grafite e carbonio amorfo. Tuttavia, negli ultimi tre decenni, dai fullereni a dimensione zero, nanotubi di carbonio unidimensionali, al grafene bidimensionale è stato continuamente scoperto, nuovi nanomateriali di carbonio continuano ad attirare l'attenzione del mondo. I nanomateriali di carbonio possono essere classificati in tre categorie in base al grado di vincolo su scala nanometrica sulle loro dimensioni spaziali: nanomateriali di carbonio a dimensione zero, unidimensionale e bidimensionale.
I nanomateriali 0-dimensionali si riferiscono a materiali che si trovano nella scala nanometrica nello spazio tridimensionale, come nanoparticelle, ammassi atomici e punti quantici. Di solito sono composti da un piccolo numero di atomi e molecole. Esistono molti nanomateriali di carbonio a dimensione zero, come nano di carbonio, nano-diamante, nano-fullerene C60, particelle nano-metalliche rivestite di carbonio.

Carbon nanomaterial

Non appena il C60 è stato scoperto, i chimici hanno iniziato a esplorare la possibilità della loro applicazione al catalizzatore. Attualmente, i fullereni e i loro derivati ​​nel campo dei materiali catalitici includono principalmente i seguenti tre aspetti:

(1) fullereni direttamente come catalizzatore;

(2) fullereni e loro derivati ​​come catalizzatore omogeneo;

(3) Applicazione di fullereni e loro derivati ​​in catalizzatori eterogenei.
Le particelle nano-metalliche rivestite di carbonio sono un nuovo tipo di composito nano-carbonio-metallo a dimensione zero. A causa della limitazione del guscio di carbonio e dell'effetto protettivo, le particelle metalliche possono essere confinate in un piccolo spazio e le nanoparticelle metalliche rivestite in esse possono esistere stabilmente sotto l'influenza dell'ambiente esterno. Questo nuovo tipo di nanomateriali carbonio-metallo a dimensione zero ha proprietà optoelettroniche uniche e ha una gamma molto ampia di applicazioni in materiali medici, di registrazione magnetica, materiali di schermatura elettromagnetica, materiali per elettrodi di batterie al litio e materiali catalitici.
I nanomateriali di carbonio unidimensionali significano che gli elettroni si muovono liberamente in una sola direzione non su scala nanometrica e il movimento è lineare. Rappresentanti tipici dei materiali di carbonio unidimensionali sono i nanotubi di carbonio, le nanofibre di carbonio e simili. La differenza tra i due può essere basata sul diametro del materiale da distinguere, può anche essere basata sul grado di grafitizzazione del materiale da definire. Secondo il diametro del materiale significa che: il diametro D inferiore a 50 nm, la struttura cava interna viene solitamente definita nanotubi di carbonio e il diametro nell'intervallo 50-200 nm, principalmente dal foglio di grafite multistrato arricciato, con nessuna struttura cava evidente è spesso indicata come nanofibre di carbonio.

In base al grado di grafitizzazione del materiale, la definizione si riferisce alla grafitizzazione è migliore, l'orientamento del foglio di grafite orientato parallelamente all'asse del tubo è detto nanotubi di carbonio, mentre il grado di grafitizzazione è basso o nessuna struttura di grafitizzazione, La disposizione dei fogli di grafite è disorganizzato, il materiale con struttura cava al centro e anche i nanotubi di carbonio a più pareti sono tutti suddivisi in nanofibre di carbonio. Naturalmente, la distinzione tra nanotubi di carbonio e nanofibre di carbonio non è evidente in vari documenti.

A nostro avviso, indipendentemente dal grado di grafitizzazione dei nanomateriali di carbonio, distinguiamo tra nanotubi di carbonio e nanofibre di carbonio in base alla presenza o all'assenza di una struttura cava. Cioè, i nanomateriali di carbonio unidimensionali che definiscono una struttura cava sono nanotubi di carbonio che non hanno struttura cava Oppure la struttura cava non è ovvia nanomateriali di carbonio unidimensionali nanofibre di carbonio.
Nanomateriali di carbonio bidimensionali: il grafene è un rappresentante dei nanomateriali di carbonio bidimensionali. I materiali funzionali bidimensionali rappresentati dal grafene sono stati molto caldi negli ultimi anni. Questo materiale stellare mostra incredibili proprietà uniche in meccanica, elettricità, calore e magnetismo. Strutturalmente, il grafene è l'unità di base che compone altri materiali di carbonio: si deforma fino a fullereni a dimensione zero, si arriccia in nanotubi di carbonio unidimensionali e si impila in grafite tridimensionale.
In sintesi, i nanomateriali di carbonio sono sempre stati un tema caldo nella nanoscienza e nella ricerca tecnologica e hanno compiuto importanti progressi nella ricerca. Grazie alla loro struttura unica e alle eccellenti proprietà fisiche e chimiche, i nanomateriali di carbonio sono ampiamente utilizzati nei materiali delle batterie agli ioni di litio, nei materiali optoelettronici, nei supporti del catalizzatore, nei sensori chimici e biologici, nei materiali di stoccaggio dell'idrogeno e nei materiali dei supercondensatori e in altri aspetti preoccupanti.

China Hongwu Micro-Nano Technology Co., Ltd - il precursore dell'industrializzazione dei materiali nano-carbonio, è il primo produttore nazionale di nanotubi di carbonio e altri materiali nano-carbonio per la produzione industriale e l'applicazione della qualità leader mondiale, produzione di nano-carbonio i materiali di carbonio sono stati esportati in tutto il mondo, la risposta è buona. Sulla base della strategia di sviluppo nazionale e della gestione modulare, Hongwu Nano aderisce a una missione orientata al mercato, guidata dalla tecnologia, per soddisfare le ragionevoli richieste dei clienti e compiere sforzi incessanti per migliorare la forza dell'industria manifatturiera cinese.

 


Tempo post: luglio-13-2020