应用化学导论课程论文

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应用化学导论课程论文

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论碳纳米管的应用及其发展前景作者:王炳文学号:2010441846 学院及专业:化学化工学院应用化学10-2摘要:碳纳米管由层状结构的石墨片卷曲而成,因卷曲的角度和直径不同,其结构各异:有左螺旋的、右螺旋的和不螺旋的。

由单层石墨片卷成的称为单壁碳纳米管,多层石墨片卷成的称为多壁碳纳米管。

碳纳米管的径向尺寸较小,管的外径一般在几纳米到几十纳米;管的内径更小,有的只有1纳米左右。

关键词:碳纳米管石墨材料正文:一、碳纳米管简介仅仅在十几年前,人们一般认为晶态碳的同素异形体只有两种:石墨和金刚石。

1985年,英国Sussex大学的Kroto教授和Rice大学的Smalley教授进行合作研究,用激光轰击石墨靶以尝试用人工的方式合成一些宇宙中的长碳链分子。

在所得产物中他们意外发现了碳原子的一种新颖的排列方式。

60个碳原子排列于一个截角二十面体的60个顶点,构成一个与现代足球形状完全相同的中空球,这种直径仅为0.7nm的球状分子即被称为碳60分子。

此即为碳晶体的第三种形式。

1991年,碳晶体家族的又一新成员出现了,这就是碳纳米管。

日本NEC公司基础研究实验室的Iijima 教授在给Nature杂志的信中宣布合成了一种新的碳结构。

它由一些柱形的碳管同轴套构而成,直径大约在1到30nm 之间,长度可达到1μm。

进一步的分析表明,这种管完全由碳原子构成,并可看成是由单层石墨六角网面以其上某一方向为轴,卷曲360°而形成的无缝中空管。

相邻管子之间的距离约为0.34nm,与石墨中碳原子层与层之间的距离0.335nm相近,所以这种结构一般被称为碳纳米管。

这是继C60之后发现碳的又一同素异形体,是碳团簇领域的又一重大科研成果。

碳纳米管由层状结构的石墨片卷曲而成,因卷曲的角度和直径不同,其结构各异:有左螺旋的、右螺旋的和不螺旋的。

由单层石墨片卷成的称为单壁碳纳米管,多层石墨片卷成的称为多壁碳纳米管。

碳纳米管的径向尺寸较小,管的外径一般在几纳米到几十纳米;管的内径更小,有的只有1纳米左右。

[化学教学专业论文]应用化学专业论文

[化学教学专业论文]应用化学专业论文

[化学教学专业论文]应用化学专业论文一、灵活运用教学方法化学是一门以实验为主的学科,大部分理论都来自于实验,实验是化学的重要组成部分,教师要重视对学生实验能力的培养。

化学实验现象是丰富多彩的,能引起学生的好奇,激发学生的兴趣,教师要多利用不同且新奇有趣的实验现象来吸引学生的眼球,让学生产生探究的欲望。

学生学习的最终目的是解决实际问题,所以我们在讲授知识的同时也要给学生留出练习的时间,让学到的知识与实际相结合,将化学知识转化为自身的技能。

社会科技的迅速发展也影响到了学校教育机制的改革,教学方法随之发生了变化,多媒体技术在教学中的应用也越来越广泛。

化学的世界是多彩的,用色彩鲜明的图片制作多媒体课件,更能培养学生学习的兴趣,让学生见识到化学的魅力。

有些危险或有毒的化学实验,也可以用多媒体来展示,完善学生的化学知识。

教学有法但无定法,在明确学生主体的基础上,灵活运用各种教学方法是每个教师所努力的目标。

二、关注全体学生学生是教学的主体,每一位学生都是性格鲜明的个体,在教学中我们要关注全体学生。

他们化学的学习成绩可能会有所区别,但都有其发光点,我们要通过各种途径了解每位孩子的特长,在教学中充分运用这种特长来提高他们的成绩,增强他们的自信心,让他们产生“我能行”的强烈意识。

在化学的教学中,教师要把学生作为关注的焦点,以学生为中心展开教学,充分发展每一位学生的潜能,要特别关注学习有困难的学生,在他们遇到阻碍时要及时伸出援手,引导他们解决困难,改正他们欠佳的学习方式。

为使学生参与到教学活动中,课堂提问是必要的,教师在设计问题时要分清层次,不同程度的学生回答不同层次的问题,给“后进生”表现的机会,使他们也能感受成功的喜悦。

三、注意考前指导中考不仅考学生的知识,还要考学生的素质,有的考生虽然平时学得很好,基础知识也扎实,却因为其他因素而导致考试失常,令人惋惜不已。

因此,教师不仅要传授学生化学知识和技能,还要指导学生如何在中考的考场上正常或超常发挥自己储存的化学知识。

应用化学概论论文

应用化学概论论文

应用化学概论论文应用化学1班摘要应用化学的概念源于19世纪中叶,应用化学作为培养化学工程人才的高等教育专业,随着时代对新产品、新材料、新能源的要求不断提高和发展,在推动科学技术的进步中显示出勃勃的活力。

应用化学课程主要有分析化学、有机化学、物理化学、化工原理、石油产品分析与应用、油田化学原理与技术、化工设备和仪表、精细合成单元反应。

应用化学的就业面广。

化学的历史源远流长。

化学与我们的生活息息相关,化学知识的应用,推动了社会生产力的发展。

关键词应用化学专业化学史化学与生活正文通过半个学期对应用化学概论的学习,我对应用化学专业和化学发展史有了一定的了解。

下面就来谈谈对这门学科的收获吧。

应用化学是根据化学的基本理论和方法对工业生产中与化学有关的问题进行应用基础理论和方法的研究以及实验开发研究的一门学科。

研究范围涵盖了整个化学领域,融化学理论和实践于一体,并与多门学科相互渗透,在推动科学技术的进步中显示出生机勃勃的活力。

应用化学主要培养具备化学的基础知识、基本理论和较强实验技能的人才,并具有相关的工程技术知识和基本技能,能在石油、化工、制药等行业从事生产、质量检验、新产品应用及开发等工作,适应社会主义现代化建设事业需要的,德、智、体、美全面发展的高级技术应用型人才。

通过学习,我了解到应用化学的主要课程有分析化学、有机化学、物理化学、化工原理、石油产品分析与应用、油田化学原理与技术、化工设备和仪表、精细合成单元反应,现在又新增了六门课程,分别是石油炼制、化工设备与仪表、化工仿真实习、石油商品学、精细化工概论、工业分析。

每门都有相关联的地方,但也都有自己的独特的地方:分析化学主要学习的的是化学定量分析方法,包括酸碱滴定、配位滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定、重量分析以及吸光光度法的基本原理、结果计算和实际应用;有机化学主要是对有机物的命名、结构、物理性质和化学性质、实际应用做研究的;有机化合物的典型反应及重要合成方法,各类有机化合物相互转变的基本规律,有机化合物结构与性质关系;物理化学主要是学习化学变化基本规律,内容包括化学热力学、化学动力学、电化学、统计热力学、表面化学及胶体化学初步;化工原理是将复杂的化工工艺过程抽象为数量有限的单元操作,学习化工单元操作中的基本原理、典型设备及其计算;无机化学主要是让我们了解化学反应中有关平衡、氧化还原、周期率、物质结构等基本理论,元素和化合物的基本知识,化学反应的基本规律。

应用化学毕业论文范文

应用化学毕业论文范文

论文题目:二氯甲烷-甲醇-丙酮-水体系的萃取剂筛选研究作者:准考证号:指导教师:X年 X月 X 日目录摘要---------------------------------------------------------------------------------------------------------------2第一章概述---------------------------------------------------------------------------------------------------3 1.1二氯甲烷的性质及用途---------------------------------------------------------------------------------3 1.1.1二氯甲烷的性质----------------------------------------------------------------------------------------3 1.1.2二氯甲烷的用途----------------------------------------------------------------------------------------4 1.2二氯甲烷的制备方法------------------------------------------------------------------------------------4 1.2.1天然气氯化法- ----------------------------------------------------------------------------------------4 1.2.2氯甲烷氯化法-------------------------------------------------------------------------------------------5 1.3国内外研究现状及趋势-----------------------------------------------------------------------------------5 1.3.1一步法----------------------------------------------------------------------------------------------------5 1.3.2两步法----------------------------------------------------------------------------------------------------6 1.3.3多步法----------------------------------------------------------------------------------------------------7 第二章萃取溶剂的筛选------------------------------------------------------------------------------------8 2.1萃取剂的筛选原则-------------------------------------------------------------------------------------8 2.1.1定量估算--------------------------------------------------------------------------------------------8 2.1.2定性选择--------------------------------------------------------------------------------------------8 2.1.2.1极性判断---------------------------------------------------------------------------------------8 2.1.2.2分子间的相互作用力------------------------------------------------------------------------ 8 第三章萃取剂的筛选实验-------------------------------------------------------------------------------12 3.1实验原料与仪器--------------------------------------------------------------------------------------12 3.2 装置可靠性验证-------------------------------------------------------------------------------------13 3.3实验步骤------------------------------------------------------------------------------------------------13第四章数据处理--------------------------------------------------------------------------------------------14 4.1数据处理------------------------------------------------------------------------------------------------14结论-------------------------------------------------------------------------------------------------------------17 参考文献-------------------------------------------------------------------------------------------------------18 致谢-------------------------------------------------------------------------------------------------------------19摘要本文介绍了二氯甲烷的性质、用途以及制备方法,并对二氯甲烷国内外研究现状及趋势进行了阐述。

应用化学论文六篇

应用化学论文六篇

应用化学论文六篇应用化学论文范文1(一)讨论意义教学文化是高校文化建设的重要组成部分。

高校文化外延宽泛,但只有深化到教与学的活动之中,切实发挥育人功能和促进教育教学质量提升的作用,才能真正体现其本质特征。

教学文化建设是实现高校职能的客观需要。

在高校的四大职能中,人才培育是基础,教学工作是中心,教育教学质量是关键。

当前,我国应用技术高校多来源于新建本科院校,教学型高校是其基本定位。

建设符合自身类型定位的教学文化势在必行。

教学文化建设是地方本科高校转型进展的重要基础。

地方本科高校向应用技术高校转型,主体是师生,关键在改革。

讨论表明,教学文化具有相对的稳定性和滞后性,假如不乐观引导教学文化由学术型向应用型变革,就会成为影响高校转型进展的一大阻力。

(二)讨论视角理论借鉴。

应用技术高校教学文化建设必需借鉴新时期人本主义、建构主义、终身教育、有用主义等教育成果。

如,在人才培育的价值取向和目标上,要求将"人'的教育与"人力'的教育有机结合,不仅要突出实践性特点,而且要强调科学教育与人文教育交融,体现全面性、技术性与制造性的统一;在本科课程体系设计与教学中,要求同学在获得专业技能的同时,能够珍惜生命、喜爱生活、亲近自然,注意全面性、多样性、有用性、建构性;在人才培育的评价上,对本科技术人才进行特地性评价,由偏重教育内部评价转向教育内部评价与社会评价、行业企业评价并重,等等。

阅历吸取。

20世纪60年月以来,以德国为代表的欧洲国家应用技术高校已经积累了较为成熟的办学阅历。

20世纪90年月末以来,我国新建本科高校在应用型本科教育模式的探究中也积累了不少胜利阅历。

应用技术高校教学文化建设必需充分吸取这些好阅历好做法。

本土转化。

任何一种教育理论、办学阅历的产生总有其深刻的历史和文化根基,应用技术高校教学文化建设必需充分重视本土传统文化对教育教学实践的深远影响,努力实现引进的理论、阅历与本土传统文化中的乐观因子的有机融合。

应用化学概论论文.

应用化学概论论文.

对应用化学专业的认识学院:化学与环境工程学院班级:应用化学2013-1姓名:***学号:************对应用化学专业的认识未进大学之前,我们可能对化学有初步了解,但是对于应用化学这个专业可能一无所知。

踏入大学的校门,初步涉猎到应用化学这个专业,也是相当的迷茫,不知道这究竟是一个怎样的专业。

经过应用化学概论这半年的学习以来,对应用化学这个专业有了进一步的了解,下面,我将从几个方面来探讨一下对应用化学专业的认识。

首先从培养目标来看:应用化学专业培养具备化学方面的基础知识、基本理论、基本技能以及相关的工程技术知识和较强的实验技能,具有化学基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练,能在科研机构、高等学校及企业事业单位等从事科研机构、教学工作级管理工作的高级专门人才。

其次从培养要求来看:应用化学专业学生主要学习化学方面的基本知识、基本理论、基本技能以及相关的工程技术知识,受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和实验训练,具有较好的科学素养,具备运用所学知识和实验技能进行应用研究、技术开发和科技管理的基本技能。

应用化学这个专业的要求比较高,需要我们掌握以下几方面的知识和能力:1. 掌握数学、物理等方面的基本理论和基本知识。

2. 掌握无机化学、分析化学(含仪器分析)、有机化学、物理化学、精细化学、生物化学、化学工程及化工制图的基础知识、基本原理和基本实验技能。

3. 了解相近专业的一般原理和知识4.了解国家关于科学技术、化学相关产品、知识产权等方面的政策、法规5.了解化学的理论前沿、应用前景、最新发展动态,以及化学相关产业发展状况。

6.掌握中外文资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。

这几个方面的知识和能力,是我们想要学好应用化学专业所必备的条件,特别是四大化学以及专业课的学习,更应该引起我们的重视。

应用化学专业导论论文_应用化学的专业介绍

应用化学专业导论论文_应用化学的专业介绍
应用化学是一门以无机化学、有机化学、分析化学、物理化学为基础的新兴边缘学科,是化学学科与材料、工程、农业、医药等学科相互渗透所产生的交叉学科。

现在拥有博士研究生导师3人,教授6人,副教授9人,讲师、助教11人,硕士研究生导师9人,具有博士学位3人,在职攻读博士学位6人,具有硕士学位21人。

共计拥有教学、科研人员33人。

自xx年以来,共承担科研项目10余项,其中国家科研基金项目5项。

发表学术论文80余篇。

出版教材、著作5部。

该学科于20xx年9月被国家批准的新增硕士点,目前呈现良好的发展态势。

应用化学学科教学、科研人员主要依托学校药学研究和化学研究优势,根据医药产品和技术市场需求,根据学校本科生教育和研究生专业教育发展,确立三个研究方向:金属有机化合物和配合物的合成及其应用,医药化工中间体的研究与开发,环境科学与工程研究。

主要研究方向:
1.药物合成工艺研究
2.医药中间体的合成研究
3.药用功能高分子研究
4.金属有机化合物的合成研究
5.无机药物研究
6.金属配合物的合成及性质研究
7.环境分析化学
8.天然产物的全合成研究
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应用化学毕业论文范文

应用化学毕业论文范文摘要:本研究旨在通过应用化学方法研究其中一种新型功能材料的合成和性质表征,为该材料在能源存储和传输方面的应用提供基础数据。

通过对该材料的制备过程进行改进,成功合成了具有优异电化学性能的材料,并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、电化学测试等手段对其进行了性能表征。

研究结果表明,该材料具有优良的电化学稳定性和储能性能,可作为新型电极材料用于超级电容器等能源存储装置中。

关键词:应用化学;功能材料;合成;性能表征;能源存储1.引言能源存储和转换技术在当今世界范围内备受关注。

开发新型功能材料用于能量存储和转化,已成为应用化学研究的重要方向之一、本研究通过应用化学方法合成一种新型功能材料,并对其进行性能表征,为其在能源存储和传输方面的应用提供基础数据。

2.实验方法2.1材料合成根据已有文献报道的方法进行了其中一种新型功能材料的合成,并对其制备过程进行了改进。

合成过程中,采用溶剂热法,通过控制反应条件和添加剂的使用,获得了具有良好结晶性和纯度的材料。

2.2性能表征通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段对合成的材料进行了表征。

XRD分析结果显示,该材料具有良好的晶体结构和结晶度。

SEM和TEM结果表明,该材料呈现出均匀的形貌和纳米级的颗粒尺寸。

3.结果与讨论3.1XRD分析XRD分析结果显示,合成的材料具有标准的晶体结构,其衍射峰与已知标准晶相吻合。

同时,峰形尖锐且无杂散峰,表明样品的结晶度较高。

3.2SEM和TEM观察SEM和TEM观察结果显示,合成的材料具有较为均匀的形貌和纳米级的颗粒尺寸。

颗粒形态规整,没有明显的聚集现象。

这些特点为该材料在能源存储和传输方面的应用奠定了基础。

3.3电化学测试通过电化学测试对合成材料进行了电化学性能分析。

结果表明,该材料具有优异的电化学稳定性和储能性能。

在充放电过程中,材料表现出较低的内阻和较高的电容量。

这些优良的性能使其成为用于超级电容器等能源存储装置的理想电极材料。

应用化学导论

(5)吸附时间
吸附达到平衡所需要的时问取决于吸附速率,而吸附速率与吸附过程有关。在吸附质浓度一定的情况下,达到吸附平衡所需要的时间与吸附剂的浓度、溶液温度、pH值以及其他组分浓度有关。
(5)混凝沉淀法
混凝沉淀法原理是利用一些金属与硫化物反应生成难溶性的沉淀。而去除废水中的硫化物。最常用的沉淀剂是铁盐,包括亚铁盐及高铁盐。除了铁盐以外,锌的化合物也可用于硫化物的去除。如在70~90℃利用氧化锌和废水中的硫化物作用1h,形成硫化锌,而硫化锌可以在800~900℃炽烧,生成的氧化锌可以循环利用,而通过回收二氧化硫回收硫。混凝沉淀法投资小,操作简单,但该方法生成的细小沉淀物沉淀性较差,泥水分离困难,且硫化物较高时沉淀剂投料量比较大,处理费用较高,因此目前该方法实际使用不多。
(7)气提法
气提法主要是利用水蒸气在汽提塔中将废水中的硫化氢、氨气、挥发酚等可挥发性组分进行分离,目前主要用于石油炼制废水的预处理。该方法去除率较高,处理工艺成熟,但能耗和设备投资都较大,适用于水量大、浓度高的含硫废水处理。目前,国内外生产企业主要对高浓度的含硫废水进行预处理,然后再将处理后的废水送入污水处理厂。新建炼油厂一般采用双塔蒸气汽提法回收硫化氢和氨气,汽提出来的硫化氢大部分用来生产硫黄,少量用于生产硫化钠和硫酸等。
(8)树脂法
废水中的硫化氢可以用氧化还原树脂处理,并过滤回收元素硫。氧化还原树脂以膜的形态存在于处理设备中[6],并将设备分为二个区,其中一个区用来处理废水,另一个区则通过氧化性的流体如空气或氧对膜进行再生。该方法仅适用于水量少,废水中污染物浓度低的情况。
(9)吸附法
目前,吸附法处理含硫废水的研究并不多见,有用催化裂化吸附法对废水中的硫化物进行了吸附性能研究。其流态催化裂化装置使用的催化剂含10%左右的沸石分子筛,其余是用作稀释作用的载体硅酸铝,该催化剂是一种多孔性物质,具有较大的比表面积,对硫化物的吸附脱除率较高,但是总体上对硫化物的吸附容量较低,很难应有于大规模废水处理。层状氢氧化物的焙烧产物具有更强的吸附能力,这主要是因焙烧后的层状氢氧化镁铝具有多孔结构,具有较焙烧前更大的吸附容量。由于层状氢氧化镁铝及其焙烧产物具有特殊结构和性能,因此,该层状材料很快地成为一种新型的吸附剂,并广泛地应用于水处理领域。

应用化学本科毕业论文

应用化学本科毕业论文应用化学本科毕业论文一、引言应用化学是一门研究化学原理和方法在实际应用中的学科,涉及广泛的领域,如材料科学、环境科学、生物医学等。

本科毕业论文是对学生在大学期间所学知识的综合运用和创新能力的体现,也是对学生能力的全面考核。

本文将探讨应用化学本科毕业论文的重要性和一些研究方向的选择。

二、重要性1. 从理论到实践的转化应用化学本科毕业论文是学生将所学理论知识应用到实际问题中的重要机会。

通过独立的研究和实验,学生可以深入理解所学知识,并将其应用于解决实际问题。

这种理论与实践的结合不仅可以提高学生的实际操作能力,还可以培养学生的创新思维和解决问题的能力。

2. 学术研究的培养应用化学本科毕业论文是学生进一步培养学术研究能力的机会。

通过深入的文献综述和实验研究,学生可以接触到最新的研究进展,并学习到科学研究的方法和思维方式。

这对于学生未来进一步深造或从事科研工作具有重要意义。

三、研究方向的选择1. 材料科学材料科学是应用化学的重要领域之一。

学生可以选择研究新型材料的合成与性能表征,或者开展材料在电子器件、能源存储等方面的应用研究。

例如,可以研究新型纳米材料的合成方法和性能优化,或者开展锂离子电池材料的研究,探索提高电池性能和循环寿命的方法。

2. 环境科学环境污染是当前社会面临的重要问题之一,而应用化学可以为环境保护提供解决方案。

学生可以选择研究新型环境污染物的检测和治理方法,或者开展废水处理和大气污染控制等方面的研究。

例如,可以研究新型吸附材料的制备和应用,或者开展大气污染物的监测和源解析研究。

3. 生物医学生物医学是应用化学与生命科学的交叉学科,涉及药物研发、生物传感器等方面的研究。

学生可以选择研究新型药物的设计和合成,或者开展生物传感器的制备和应用研究。

例如,可以研究抗肿瘤药物的合成和抗肿瘤机制研究,或者开展基于纳米材料的生物传感器的研究。

四、研究方法和实验设计在进行应用化学本科毕业论文的研究时,学生需要选择合适的研究方法和实验设计。

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论碳纳米管的应用及其发展前景
作者:王炳文学号:2010441846 学院及专业:化学化工学院应用化学10-2
摘要:
碳纳米管由层状结构的石墨片卷曲而成,因卷曲的角度和直径不同,其结构各异:有左螺旋的、右螺旋的和不螺旋的。

由单层石墨片卷成的称为单壁碳纳米管,多层石墨片卷成的称为多壁碳纳米管。

碳纳米管的径向尺寸较小,管的外径一般在几纳米到几十纳米;管的内径更小,有的只有1纳米左右。

关键词: 碳纳米管石墨材料
正文:
一、碳纳米管简介仅仅在十几年前,人们一般认为晶态碳的同素异形体只有两种:石墨和金刚
石。

1985年,英国Susse欢学的Kroto教授和Rice大学的Smalley教授进行合作研究,用激光轰击石墨靶以尝
试用人工的方式合成一些宇宙中的长碳链分子。

在所得产物中他们意外发现了碳原子的一种新颖的排列方式。

60个碳原子排列于一个截角二十面体的60个顶点,构成一个与现代足球形状完全相同的中空球,这种直径仅为0.7nm的球状分子即被称为碳60分子。

此即为碳晶体的第三种形式。

1991年,碳晶体家族的又一新成员出现了,这就是碳纳米管。

日本NEC公司基础研究实
验室的lijima教授在给Nature杂志的信中宣布合成了一种新的碳结构。

它由一些柱形的碳管同轴套构而成,直径大约在1到30nm之间,长度可达到1卩m。

进一步的分析表明,这种管完全由碳原子构成,并可看成是由单层石墨六角网面以其上某一方向为轴,卷曲360°而形成的无
缝中空管。

相邻管子之间的距离约为0.34nm,与石墨中碳原子层与层之间的距离0.335nm相近, 所以这种结构一般被称为碳纳米管。

这是继C60之后发现碳的又一同素异形体,是碳团簇领域的又一重大科研成果。

碳纳米管由层状结构的石墨片卷曲而成,因卷曲的角度和直径不同,其结构各异:有左螺旋的、右螺旋的和不螺旋的。

由单层石墨片卷成的称为单壁碳纳米管,多层石墨片卷成的称为多壁碳纳米管。

碳纳米管的径向尺寸较小,管的外径一般在几纳米到几十纳米;管的内径更小,有的只有1纳米左右。

而碳纳米管的长度一般在微米量级,长度和直径比非常大,可达103~106,因此,碳纳米管被认为是一种典型的一维纳米材料。

碳纳米管、碳纳米纤维材料一直是近年来国际科学的前沿领域之一。

仅就碳纳米管而言,自从1991年被人类发现以来,就一直被誉为未来的材料。

二、基本性能
碳纳米管的性质与其结构密切相关。

就其导电性而言,碳纳米管可以是金属性的,也可以是半导体性的,甚至在同一根碳纳米管上的不同部位,由于结构的变化,也可以呈现出不同的导电性。

此外,电子在碳纳米管的径向运动受到限制,表现出典型的量子限域效应;而电子在轴向的运动不受任何限制。

无缺陷金属性碳纳米管被认为是弹道式导体,其导电性能仅次于超导体。

除了奇特的导电性质之外,碳纳米管还有非凡的力学性质。

理论计算表明,碳纳米管具有极高的强度和极大的韧性。

由于碳纳米管中碳原子间距短、单层碳纳米管的管径小,使得结构中的缺陷不易存在,因此单层碳纳米管的杨氏模量据估计可高达5太帕。

碳纳米管增强复合材料具有较高强度,其机械冲击性能、热冲击性能都得到了改善,断裂韧性,也有大幅度提高。

碳纳米管灯丝具有发光效率高、电阻恒定和结构稳定等优点,是一种能源利用率非常高的发光材料.
三、生产方法碳纳米管虽然具有报好特性及诱人的应用前景.但首先只有碳纳米管的生产实现了规
模化生产才有意义。

人们已发明了多种方法来制备碳纳米管。

催化剂一般采用铁基、钴基或镍基催化剂。

各种催化剂各有其优点,用得较多的是镍基催化剂。

实验室产量从每炉次10毫克级发
展到10克级(国内己达到的水平)。

已经具备工业化生产条件。

当然,要真正实现工业化生产.还需要进一步研究和优化碳纳米管的生产工艺.设计出相应的能够实现连续合成碳纳米管的生产设备。

以下简要介绍石墨电弧法、激光蒸发石墨法、有机气体催化热解法和低温固态热解法。

1. 石墨电弧法主要工艺是在真空容器中充满一定压力的惰性气体或氢气,以掺有催化剂(金属镍、钴、铁等)的石墨为电极,在电弧放电的过程中,阳极石墨被蒸发消耗,同时在阴极石墨上沉积碳纳米管,从而生产出碳纳米管。

2. 激光蒸发石墨法主要工艺是利用激光蒸发经过用催化剂处理过的石墨目标,生产碳纳米管。

上述两种方法目前主要用于生产单壁碳纳米管。

3. 有机气体催化热解法(催化剂化学气相沉淀法)(CCVD)
催化剂化学气相沉淀法(Catalytic Chemical Vapor Deposition)是一种成熟的生产工艺,被广泛用来生产各种碳纤维和其他合成材料。

催化裂解法是使含有碳源的气体(如乙炔、乙烯等)流经金属催化剂(如铁、钴、镍等)表面时分解,产生碳纳米管。

该工艺可以在较低温度下生产碳纳米管,且生产成本较低,便于商业化开发。

4. 低温固态热解法(LTSP)低温固态热解法是通过制备中间体来生产碳纳米管。

首先制备出亚稳定状态的纳米级氮化碳硅(Si-C-N )陶瓷中间体,然后将此纳米陶瓷中间体放在氮化硼坩埚中,在石墨电阻炉中加热分解,同时通入氮气作保护性气体。

大约加热1h左右,纳米中间体粉末开始热解,碳
原子向表面迁移。

表层热解产物中可获得高比例的碳纳米管和大量的高硅氮化硅粉末。

低温固态热解法工艺的最大优点在于有可能实现重复生产,从而有利于碳纳米管的大规模生产。

四、碳纳米管的应用
1. 超级电容器碳纳米管用作电双层电容器电极材料。

电双层电容器即可用做电容器也可作为一种能量存储装置。

超级电容器具有可大电流充放电,几乎没有充放电过电压,循环寿命可达上万次,工作温度范围宽等优点。

电双层电容在声频—视频设备、调谐器、电话机和传真机等通讯设
备及各种家用电器中可得到广泛应用。

2. 碳纳米管复合材料(1 )导电塑料(聚脂)。

将碳纳米管均匀地扩散到塑料中,可获得强度更高并具有导电性能的塑料。

可用于静电喷涂和静电消除材料,目前高档汽车的塑料零件由于采用了这种材料,可用普通塑料取代原用的工程塑料,简化制造工艺,降低了成本。

(2 )电磁干扰屏蔽材料及隐形材料。

由于特殊的结构和介电性质,碳纳米管表现出较强的宽带微波吸收性能,在含碳纳米管的吸波涂层中,碳纳米管作为偶极子在电磁场的作用下,会产生耗散电流,在周围基体作用下,耗散电流被衰减,从而电磁波能量转换为其它形式的能量,主要为热能,这是碳纳米管偶极子吸波涂层的主要吸波机理。

它同时还具有重量轻、导电性可调变、高温抗氧化性能强和稳定性好等特点,是一种有前途的理想的微波吸收剂,可用于隐形材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料。

(3)储氢材料
碳纳米管经过处理后具有优异的储氢性能,理论上单壁碳纳米管的储氢能力在10%以上,目前中国科学家制备的碳纳米管储氢材料的储氢能力达到4%以上,至少是稀土的两倍(4)锂离子电池
碳纳米管可用于锂离子电池负极材料。

碳纳米管的层间距为0.3 4nm,略大于石墨的层间
距0.335nm,这有利于Li+的嵌入与迁出,它特殊的圆筒状构型不仅可使Li+从外壁和内壁两方面嵌入,又可防止因溶剂化Li+嵌入引起的石墨层剥离而造成负极材料的损坏。

碳纳米管掺杂石墨时可提高石墨负极的导电性,消除极化。

实验表明,用碳纳米管作为添加剂或单独用作锂离子电池的负极材料均可显著提高负极材料的嵌L i +容量和稳定性。

⑸质子交换膜(PEM)燃料电池碳纳米管燃料电池是最具发展潜力的新型汽车动力源,这种燃料电
池通过消耗氢产生电力,排出的废气为水蒸气,因此没有污染.
结论:碳纳米管是纳米材料中开发价值最高的纳米材料之一,碳纳米管的导电性能优于铜,仅次于超导体,导热性能优于金刚石,并是已知的弹性模量和抗拉强度最高的材料。

.然而,碳纳米管的工业化和大批量生产工艺还需作进一步探索,碳纳米管在不同领域的应用还有待于深入研究.
参考文献或资料:
孙晓刚、曾效舒、程国安•碳纳米管的生产及应用•《人工晶体学报》• 2001.11第三十卷第
四期
赵玉增、齐永晓、张俊喜•碳纳米管的制备与应用研究进展•《上海电力学院学报》• 2010.8 第二十六卷第四期
沈曾民,赵东林•镀镍碳纳米管的微波吸收性能研究・《新型炭材料》2001.3第十六卷第一

现代材料动态• 2010第八期贾卷杰.马七志.檠吉,等新型碳材料,1998,6
来艳秋•李昌平•张宏广,等•清华大学学报. 1995, 1(35): 132〜。

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