碳纳米材料有哪些?

纳米碳材料是指分散相尺度至少有一维小于100nm的碳耿料。分散相既可以由碳原子组成，也可以由异种原子（非碳原子）组成，甚至可以是纳米孔。纳米碳材料主要包括三种类型：碳纳米管，碳纳米纤维，纳米碳球。

碳纳米材料是比较笼统的说法，可以碳纳米管、碳纳米纤维等，所以说这两者说法既有区别又有联系。

纳米碳材料的简介

近年来，碳纳米技术的研究相当活跃，多种多样的纳米碳结晶、针状、棒状、桶状等层出不穷。2000年德国和美国科学家还制备出由20个碳原子组成的空心笼状分子。根据理论推算，包含20个碳原子仅是由正五边形构成的，C60分子是富勒烯式结构分子中最小的一种，考虑到原于间结合的角度、力度等问题，人们一直认为这类分子很不稳定，难以存在。德、美科学家制出了C60笼状分子为材料学领域解决了一个重要的研究课题。碳纳米材料中纳米碳纤维、纳米碳管等新型碳材料具有许多优异的物理和化学特性，被广泛地应用于诸多领域。碳元素是自然界中存在的与人类最密切相关、最重要的元素之一，它具有SP、SP2、SP3杂化的多样电子轨道特性，在加之SP2的异向性导致晶体的各向导性和其它排列的各向导性。因此以碳元素为唯一构成元素的碳素材料具有各式各样的性质，并且新碳素相合新碳素材料还不断被发现和人工制得。事实上，没有任何元素能像碳这样作为单一元素可形成像三维金刚石晶体、二维石墨层片、一维卡宾和碳纳米管、零维富勒烯分子等如此之多的结构与性质完全不同的物质。表1给出了碳的化学键合及其形成的各种典型有机物、无机物和碳相的例子。表1 碳的化学键合及其形成的化合物和碳相 键合方式共价键离子键 金属键范德华力 分子键合 Sp杂化SP2杂化SP3杂化Sp SP2 SP3杂化混合 配位数234不定6、8、12平均C－C距离（mm） 0.1210.1330.142 0.1540.1190.124 0.335结合能kj/mol463520典型例有机物或无机物乙炔（C2H2）乙炔（C2H4）苯（C6H6） 金刚烷（C10H16）环十二烷（C12H18）（CF）n、SiC、B4C CaC2Fe3CAl4C3 分子性层间化合物（C8K等） 已确定碳相（聚炔累积烯烃卡宾（六方晶棱面体晶C60） 石墨（面内）（立方晶、六方晶）n-金刚石 金刚石过渡态（各种碳材料） C60石墨（层间）尚未明确的碳相C2～C20碳分子 1－石墨3d－sp2bct－4聚苯 6H－金刚石BC－8碳苯（carbophene）石墨炔类（graphynes） Sc 、bcc、 fccβ- tin hcp 表2 碳素系功能材料的种类 Sic C CN 零维 一维 二维 三维 无定型 物质 3c －Sic6h －Sic 富勒烯 纳米管卡宾碳纤维 石墨石墨烯 金刚石 无定型碳金刚石碳 β－C3N4 制备方法 升华再结晶CVDLPEMBE 热CVD法烧蚀法放电法 碱化处理放电法氟化氢分解法 热CVD法加热蒸发法烧蚀法 高压合成法CVD法 CVD法PVD法溅射法等离子体法 离子束溅法烧蚀法 形态 单晶块体薄膜 单晶薄膜 分子纤维 分子纤维微晶单晶定向结晶 微晶单晶粒状薄膜 无定型薄膜块状纤维 微晶 特征 高强度耐环境性 半导体性催化功能强磁性超导性 导电性高强度催化功能 导电性催化功能插层 高硬度高热传导性高耐热性耐磨蚀性 高硬度耐腐蚀性导电性 高硬度（预测） 用途 电力－电子材料 超润滑材料非线性光学材料 超轻质材料超高强材料能原材料 电极材料X射线光学材料 超润滑材料高频材料电力－电子材料 超润滑材料电极材料保护涂层催化剂载体 科学家们逐渐发现碳素材料在硬度、光学特性、耐热性、耐辐射特性、耐化学药品特性、电绝缘性、导电性、表面与界面特性等方面比其它材料优异，可以说碳材料几乎包括了地......>>

宏观碳材料和纳米碳材料有哪些, 他们之间的区别是什么？

宏观：石墨 金刚石

纳米：石墨烯（研究最热的） 碳六十（C60）等等

区别：你可以把石墨看做为一层层碳分子层，分子层之间也存在着相互作用力，而石墨烯的话 就是从中抽取出一个或者几个分子层，这样 由于低配位的影响，分子间的作用力发生改变（具体说来是：键长收缩，键强增强）这样就会导致纳米级的石墨烯具有一些列尺寸效应，比如杨氏模量变大，熔点降低，拉曼光谱平移 等等

碳纳米管的优点有哪些

碳纳米管是一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多优越的力学、电学和化学性能。碳纳米管的独特结构决定了它具有许多比较特殊的物理和化学性质。组成碳纳米管的 C=C 共价键是自然界中最稳定的化学键，所以使得碳纳米管具有非常优越的力学性能。理论计算显示，碳纳米管具有极高的强度和极大的韧性。其杨氏模量理论估计值可达 5TPa。科学家首次利用 TEM 测量了温度从室温到 800 度变化范围内多壁碳纳米管的均方振幅，从而推导出多壁碳纳米管的平均杨氏模量约为 1.8Tpa。碳纳米管无论是强度还是韧性，都远远优于任何纤维，被认为是未来的“超级纤维”。科学家预言碳纳米管可能成为一种新型的高强度碳纤维材料，既具有碳素材料的特有本性，又具有金属材料的导电和导热性，陶瓷材料的耐热和耐腐蚀性，纺织纤维的可编织性，以及高分子材料的轻质、易加工性。将碳纳米管作为复合材料可以表现出良好的强度、d性、抗疲劳性，可以预测碳纳米管的加入将可能给复合材料性能带来一次质的飞跃。用纳米管制作复合材料的研究首先是在金属基上进行的，如：Fe/碳纳米管、Al/碳纳米管、Ni/碳纳米管、Cu/碳纳米管等。近年来，碳纳米管复合材料的研究重心已转移到高分子/碳纳米管复合材料方面，如在轻质高强度的材料中，使用碳纤维作为增强材料，碳纳米管的机械性能及其小的直径和大的长径比将会带来更好的效果。

什么是纳米碳纤维技术

（纳米科技nanotechnology）

其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。

从迄今为止的研究状况看，关于

分为三种概念。第一种，是1986年美国科学家

斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念，可以使组合分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的

。这种概念的纳米技术未取得重大进展。

第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的“加工”来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术，也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即便发展下去，从理论上讲终将会达到限度。这是因为，如果把电路的线幅变小，将使构成电路的绝缘膜的为得极薄，这样将破坏绝缘效果。此外，还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题，研究人员正在研究新型的纳米技术。

第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来，生物在细胞和

内就存在纳米级的结构。

所谓纳米技术，是指在0.1~100纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中，发现在纳

度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子，显著地表现出许多新的特性，而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术，就称为纳米技术。

纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。

纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米

、

学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括

等在内的微米科技到纳米科技，人类正越来越向

深入，人们认识、改造

的水平提高到前所未有的高度。我国著名科学家

也曾指出，纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点，会是一次技术革命，从而将引起21世纪又一次产业革命。

虽然距离应用阶段还有较长的距离要走，但是由于纳米科技所孕育的极为广阔的应用前景，美国、日本、英国等发达国家都对纳米科技给予高度重视，纷纷制定研究计划，进行相关研究

纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料。纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米（1nm=10 －9 m）

A 试题分析：根据描述纳米碳管是一种由碳原子构成的物质，那么为单质，A错误。碳在常温下划线性质稳定，具有吸附性。故选A。

碳纳米材料超级电容器受益股有哪些

超级电容概念股相关上市公司汇总：

江海股份（002484）

2013年5月，公司与日本ACT公司签署知识产权整体转让协议，ACT公司将其持有的锂离子超级电容器全部生产技术资料及技术数据、专利权整体转让给公司，协议价150万元。该公司主要从事电动和混合动力汽车及其他储能用锂离子超级电容器的开发。协议中转让的知识产权涉及锂离子超级电容器及模组技术的53项专利权。公司在深交所互动易平台上表示，超级电容器应用前景比较广阔，主要用于新能源汽车、公交系统、军工，公司购买日本ACT公司的专利技术也是基于这方面的考虑，当前，会根据市场情况考虑建设超级电容器生产线。2013年12月，公司在深交所互动平台表示已聘用超级电容器技术的核心人员全力推进研发，以尽快产业化。

法拉电子(600563)

公司是中国最大的薄膜电容器及铝金属化膜生产企业，具有行业龙头的规模经营优势、综合配套优势、技术优势和产品质量优势，就有年产45亿只薄膜电容器及2500吨金属化膜的能力，是国内唯一一家进入世界直流薄膜电容器及金属化膜十大生产厂商的企业。

铜峰电子(600237)

公司主要从事薄膜电容器及相关材料的生产和销售。主要产品为电工薄膜、金属化膜和薄膜电容器等。子公司铜峰电容器主营交流电容器、直流电容器、电力电容器、特种电容器。

南洋科技(002389)超级电容薄膜

公司是我国最大的专业电子薄膜制造企业之一，主要产品为聚丙烯电子薄膜，分为“基膜”和“金属化膜”两大类。公司主导产品电容器用聚丙烯电子薄膜拥有两大类、七个品种，产品厚度规格涵盖了2.5～18μm的范围。

江苏国泰（002091）超级电容电解液

国泰华荣化工公司是一家以锂电池材料、有机硅材料为发展方向的国家火炬计划重点高新技术企业。电解液产品包括一次锂电池电解液、二次锂离子电池电解液、动力电池电解液和超级电容器电解液等；硅烷偶联剂涵盖九大系列六十多个品种。产品出口日本、美国、欧洲、澳洲等国家和地区，与行业内的国际大公司建立了战略伙伴合作关系，是世界三大锂离子电池电解液供应商之一和国内主要的硅烷偶联剂制造商。

新宙邦（300037）超级电容电解液

电容器化学品：公司电容器化学品产品主要有铝电解电容器化学品、固态高分子电容器化学品、超级电容器化学品。公司为国内铝电解电容器化学品的龙头企业，在规模、研发、品牌、品质和服务等方面处于领先地位，已申请多项国家发明专利，并已成为全球主要的铝电解电容器化学品供应商之一。公司已成为世界主流的固态高分子电容器制造商的合格供应商，客户包括NICHICON、CHEMI-CON以及台湾钰邦等公司。公司自主创新掌握了超级电容器电解液的关键技术—电解质季铵盐合成技术及电解液配制技术，已成为全球主流的超级电容器制造商美国MAXWELL、REDI公司、韩国NESSCAP等公司的合格供应商。

洛阳钼业（603993）洛阳纳米材料研究中心：2010年4月，公司与美国凯利纳米钼开发公司(CALYNANOMOLY DEVELOPMENT INC.)合作成立了洛阳纳米材料研究中心，致力于纳米钼领域的研发。该研究中心下设原材料合成实验室、电化学测试实验室和表征实验室，主要研究方向为：低耗能、环保的纳米钼合成技术开发及工业化生产；大比能量水系超级电容器研发；超级电容活性炭添加剂(SCA)的研发；混合型超级电容器研发。

南都电源（300068）

铅炭超级电池研究开发：铅炭电池是将铅酸电池和超级电容器有效结合在一起，该项目采用多项国际前沿技术：负极采用石墨化泡沫炭技术；负极活性物质采用铅炭技术；正极采用钛基集流体，......>>

碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口）的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2~20 nm。并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。其中螺旋型的碳纳米管具有手性，而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。

碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来。在20 世纪70 年代末，新西兰科学家发现在两个石墨电极间通电产生电火花时，电极表面生成小纤维簇，进行了电子衍射测定发现其壁是由类石墨排列的碳组成，实际上已经观察到多壁碳纳米管。

碳纳米管上碳原子的P电子形成大范围的离域π键，由于共轭效应显著，碳纳米管具有一些特殊的电学性质。碳纳米管具有良好的导电性能，由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同，所以具有很好的电学性能。理论预测其导电性能取决于其管径和管壁的螺旋角。当CNTs的管径大于6nm时，导电性能下降；当管径小于6nm时，CNTs可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。有报道说Huang通过计算认为直径为0.7nm的碳纳米管具有超导性，尽管其超导转变温度只有1.5×10-4K，但是预示着碳纳米管在超导领域的应用前景。根据碳纳米管的导电性质可以将其分为金属型碳纳米管和半导体型碳纳米管：当n-m=3k(k为整数)时，碳纳米管为金属型；当n-m=3k±1，碳纳米管为半导体型。