Giới thiệu vật liệu nano cacbon

Trong một thời gian dài, người ta chỉ biết rằng có ba dạng thù hình của cacbon: kim cương, than chì và cacbon vô định hình. Tuy nhiên, trong ba thập kỷ qua, từ fulleren không chiều, ống nano cacbon một chiều, đến graphene hai chiều liên tục được phát hiện, vật liệu nano cacbon mới tiếp tục thu hút sự chú ý của thế giới. Vật liệu nano carbon có thể được phân loại thành ba loại theo mức độ hạn chế của kích thước nano đối với kích thước không gian của chúng: vật liệu nano carbon không chiều, một chiều và hai chiều.
Vật liệu nano 0 chiều đề cập đến các vật liệu có kích thước nanomet trong không gian ba chiều, chẳng hạn như các hạt nano, cụm nguyên tử và chấm lượng tử. Chúng thường được cấu tạo bởi một số lượng nhỏ các nguyên tử và phân tử. Có nhiều vật liệu nano carbon không chiều, chẳng hạn như carbon đen, nano kim cương, nano fullerene C60, các hạt kim loại nano phủ carbon.

Carbon nanomaterial

Ngay sau khi C60 được phát hiện, các nhà hóa học bắt đầu khám phá khả năng ứng dụng của chúng cho chất xúc tác. Hiện tại, fulleren và các dẫn xuất của chúng trong lĩnh vực vật liệu xúc tác chủ yếu bao gồm ba khía cạnh sau:

(1) fulleren trực tiếp làm chất xúc tác;

(2) fulleren và các dẫn xuất của chúng như một chất xúc tác đồng thể;

(3) Ứng dụng của Fulleren và các dẫn xuất của chúng trong các chất xúc tác không đồng nhất.
Các hạt kim loại nano phủ carbon là một loại composite mới không-chiều của kim loại carbon-nano. Do giới hạn của lớp vỏ carbon và tác dụng bảo vệ, các hạt kim loại có thể bị giới hạn trong một không gian nhỏ và các hạt nano kim loại được phủ trong đó có thể tồn tại ổn định dưới tác động của môi trường bên ngoài. Loại vật liệu nano kim loại cacbon không chiều mới này có các đặc tính quang điện tử độc đáo và có nhiều ứng dụng trong y tế, vật liệu ghi từ tính, vật liệu che chắn điện từ, vật liệu điện cực pin lithium và vật liệu xúc tác.
Vật liệu nano cacbon một chiều có nghĩa là các electron chuyển động tự do chỉ theo một hướng không có kích thước nano và chuyển động là tuyến tính. Các đại diện điển hình của vật liệu carbon một chiều là ống nano carbon, sợi nano carbon và các loại tương tự. Sự khác biệt giữa hai loại có thể dựa vào đường kính của vật liệu để phân biệt, cũng có thể dựa vào mức độ graphit của vật liệu để xác định. Theo đường kính của vật liệu có nghĩa là: đường kính D dưới 50nm, cấu trúc rỗng bên trong thường được gọi là ống nano cacbon, và đường kính trong khoảng 50-200nm, chủ yếu bằng tấm graphit nhiều lớp cuộn lại, với không có cấu trúc rỗng rõ ràng thường được gọi là sợi nano carbon.

Theo mức độ graphit hóa của vật liệu, định nghĩa đề cập đến độ graphit hóa tốt hơn, hướng của tấm graphit hướng song song với trục ống được gọi là ống nano cacbon, trong khi mức độ graphit hóa thấp hoặc không có cấu trúc graphit, sự sắp xếp của các tấm graphit là vô tổ chức, vật liệu có cấu trúc rỗng ở giữa và thậm chí cả các ống nano cacbon nhiều vách đều được chia thành các sợi nano cacbon. Tất nhiên, sự phân biệt giữa ống nano carbon và sợi nano carbon không rõ ràng trong các tài liệu khác nhau.

Theo quan điểm của chúng tôi, bất kể mức độ graphit hóa của vật liệu nano cacbon, chúng ta phân biệt giữa ống nano cacbon và sợi nano cacbon dựa trên sự hiện diện hay không có cấu trúc rỗng. Nghĩa là, vật liệu nano cacbon một chiều xác định cấu trúc rỗng là các ống nano cacbon không có cấu trúc rỗng Hoặc cấu trúc rỗng không rõ ràng là vật liệu nano cacbon một chiều là sợi nano cacbon.
Vật liệu nano cacbon hai chiều: Graphene là một đại diện của vật liệu nano cacbon hai chiều. Vật liệu chức năng hai chiều được đại diện bởi graphene đã rất hot trong những năm gần đây. Vật liệu ngôi sao này cho thấy những đặc tính độc đáo đáng kinh ngạc về cơ học, điện, nhiệt và từ tính. Về mặt cấu trúc, graphene là đơn vị cơ bản tạo nên các vật liệu carbon khác: nó làm cong lên đến fulleren không chiều, cuộn lại thành các ống nano carbon một chiều và xếp thành graphite ba chiều.
Tóm lại, vật liệu nano cacbon luôn là chủ đề nóng trong nghiên cứu công nghệ và khoa học nano và đã đạt được những tiến bộ nghiên cứu quan trọng. Do cấu trúc độc đáo và các đặc tính vật lý và hóa học tuyệt vời, vật liệu nano carbon được sử dụng rộng rãi trong vật liệu pin lithium-ion, vật liệu quang điện tử, chất mang xúc tác, cảm biến hóa học và sinh học, vật liệu lưu trữ hydro và vật liệu siêu tụ điện và các khía cạnh khác cần quan tâm.

China Hongwu Micro-Nano Technology Co., Ltd - tiền thân của công nghiệp hóa vật liệu nano carbon, là nhà sản xuất trong nước đầu tiên của ống nano carbon và các vật liệu nano carbon khác cho sản xuất công nghiệp và ứng dụng chất lượng hàng đầu thế giới, sản xuất nano- vật liệu carbon đã được xuất khẩu đến khắp nơi trên thế giới, đáp ứng tốt. Dựa trên chiến lược phát triển quốc gia và quản lý theo mô-đun, Hongwu Nano tuân thủ định hướng thị trường, định hướng công nghệ, đáp ứng nhu cầu hợp lý của khách hàng là sứ mệnh của mình và nỗ lực không ngừng để nâng cao sức mạnh của ngành sản xuất Trung Quốc.

 


Thời gian đăng: 13-07-2020