碳纳米管文献综述
材料导论碳纳米管综述
姓名：欧阳一鸣学号：2013012532班级：高材1313潜在的碳纳米管场效应晶体管的模拟电路介绍在集成电路晶体管的指数增长摩尔定律所描述的内容持续了近一个半世纪里。
然而,2010年的国际半导体技术发展路线图预测增长将减缓到2013年底。
这主要是因为互补金属氧化物半导体（CMOS的比例正迅速接近其物理限制带来了许多障碍，如更高的亚阈值传导，栅氧化层和结泄漏增加，低输出电阻和跨导，增加热量生产。
这使得半导体行业探索不同的材料和设备更加超越摩尔定律（如通过创造ITRS）。
在这些材料和器件研究，碳纳米管场效应晶体管（CNFET）已经获得了，因为它们规模小，流动性高，近弹道输运，大电流密度和较低的固有电容。
自推出CNFETs该研究已主要重点对他们的数字电路使用。
甚至中等规模薄流明碳纳米管（CNT的集成电路已报告了灵活塑料基板。
然而，开/关比（也称为噪声余量）通常很小对于目前制造CNFETs因为存在金属碳纳米管［，因此需要更多的调查，他们用于数字电路。
与此相反，CNFETs具有更多潜在用于高性能模拟电路，其中所述晶体管不需要充分关闭。
此外，特性perform-ANCE 度量类似物或RF晶体管是更适合材料和碳纳米管的设备性能和制造tol-era nces ，也可以更轻松得的。
CNFETS础知识场效应管的结构和MOSFE样的CNFETs在传统的MOSFET源区和漏区是由两个重掺杂区中的硅衬底形成，并且栅极由多晶硅材料，其是绝缘的形成从基板由薄的二氧化硅层。
如果电压被施加到栅极端，下方的连续信道栅极形成用于电流流动的源极和漏极之间。
另一方面为CNFETs栅极，源极和漏极接触由像铬或钨金属与 4.5电子伏特的功函数。
H是金属接触的高度，L是长度。
值得一提的是，出两种类型CNFETs 即肖特基势垒和MOSFE等的，选择后者，因为它具有较高的离子/IOFF比率，过渡频率f 低的，更低的寄生电容，更好的AC性能和更高的制造可行性。
碳纳米管在组织工程中的研究进展
炜等 .碳纳米管在组织工程中的研究进展
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� 文献综述�
doi : 10.75 43/j .i ssn.1006 - 9674.2013.02.026
��������������������������������������� � � 引用本文格式 :� 钱� 炜， 田宗滢 碳纳米管在组织工程中的研究进展 ［ J ］ .湖北医药学院学报， 2013 ， 32(� 2) � : 17 7 -� 18 1.� � � ����� � ��. � ����������� � � ������� � � � �
支架本身对于机体以及植入区域组织的相容性 问题无疑很重要 �一般认为组织相容性包括两个方 面: 一是材料反应， 即周围组织对材料的作用， 包括 � � ; ， 腐蚀 降解 磨损和性质退化 二是宿主反应 包括炎
［1 ］ 性反应� 细胞毒性 � 过敏� 致癌和免疫应答 �针对 ］ C N Ts ， 它的细胞相容性在不同浓度［4］� 不同纯度［5 � ［6 ］ 不同的化学修饰 � 直接使用或在复合材料中的检
［8 ］
［ 基金项目］ 10)
�17 8 � 行成骨细胞诱导， 结果证实 C N Ts 组表现出更明显的 ］ e e n D E 等［15 成骨诱导和分化 � G r 将骨髓间充质干 细胞接种于 C N Ts 表面 ， 置于成骨诱导液中并进行光 刺激， 培养 16 d 后检测 AL P 及骨桥蛋白 � 钙沉积含 ， C N Ts ， 量 证实 可以和光刺激协同作用 以促进骨髓 间充质干细胞向成骨细胞分化� 此外， 基于成骨细 胞在电流刺激下可表现出更明显的增殖， Supr onow ［16 ］ i cz PR 等 设计了以 C N Ts 为基板的培养皿并进行 电流刺激， 此后连续 21 d 成骨细胞表达均明显增高 ( 最高提升 307 % ) � 骨组织的再生是成骨细胞和破 骨细胞相互作用的结果， N ob uyo N a r i t a 等［17］将 C N Ts 复合 B M P 后冷冻干燥制成颗粒 ， 并植入小鼠背部， 并用 B M P 颗粒作为对照; 3 周后显示含有 C N Ts 的 颗粒周围 骨 密 度 显 著 高 于 对 照组 � 该 试 验 发 现 C N Ts 进入破骨前体细胞后， 前体细胞不能分化成破 骨细胞， 故可认为 C N Ts 可抑制破骨细胞的诱导， 从 ; C N Ts 而增强骨化 由该实验可推断出 对于一些骨吸 收疾病如骨质疏松� 类风湿等可能会有更好的应用 前景 � 2 代谢� 一般 认为 C N Ts 在体内不能吸收 ， 而是通过代 谢排出体 外� 关于 C N Ts 的降解性能报道较多， 但结论不尽相 � ， 同 不过对于骨组织工程来讲 我们主要关心它被 植入体内后的毒性及降解研究， 在此类报道中， 没有 发现有由 C N Ts 本身所引起生物毒性的报道 ， 而且认 为 C N Ts 像大多数纳米级材料一样， 可以通过代谢完 ［14 ］ 全排出体外 �A b ar rat e g iA 等 将 C N Ts 植入老鼠 皮下， 3 周后可见微血管生成， 并在材料周围可看到 ， 炎性细胞及成纤维细胞 而材料周围的肌组织只有 少量的 C N Ts 分散， 没有发 现潜在 的损坏 �6 周后 C N Ts 密度减少并向血管周围迁移， 据此他认为在组 织植入的 C N Ts 通过单核 - 巨噬细胞吞噬� 排出而最 ［18 ］ 终进入血液系统� Si nghR 等 将 C N Ts 注入小鼠 静脉并通过伽玛显像放射， 发现 C N Ts 像其他小分子 ， 物质一样 可以自由穿梭于各个器官组织 ， 并迅速排 < 3 h ) ， � ， 出( t 没有在血液系统 肝脾 中停留 而且 1 /2 小鼠也未表现出急性肾毒性， 由此说明 C N Ts 是一种 可降解材料 � 以上结果表明， C N Ts 的类型 � 化学修饰� 纯化水 平会不同程度影响其细胞相容性; 纯化后的 C N Ts 组 织相容性良好， 可被代谢排出体外 � 3 碳纳米管在组织工程中的应用 一个理想的组织工程支架要有联系的微孔结构
碳纳米管作为载体在生物医学中的应用
碳纳米管作为载体在生物医学中的应用（作者:___________单位: ___________邮编: ___________）作者：蒋永剑虞先浚张延龄【摘要】碳纳米管是一种新型的纳米材料，随着对碳纳米管功能化研究的深入，碳纳米管在生物医学领域的应用也在拓展。
本文就其作为载体携带多肽、蛋白质、核酸、疫苗和药物进入细胞发挥生物医学作用作一综述。
【关键词】碳纳米管·载体·生物医学碳纳米管（carbon nanotube，CNT）是由日本NEC公司的Iijima［１］于1991年发现的新型纳米材料，由碳原子形成的石墨片绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝、中空的管体。
管子一般由单层（single-walled CNT，SWCNT）或多层（multi-walled CNT，MWCNT）组成。
由于CNT具有良好的力学、电磁学和化学性能，目前在物理、化学和材料科学中已成为研究前沿，并在很多领域有了探索性的应用，如场致发射［２］、能量储藏［３］、分子电极［4］、原子力显微镜［５］等，但其不溶于任何溶剂的特性限制了其在生物医学中的应用。
提高CNT的分散性和溶解性的方法主要分为两大类：第一类是非共价结合表面活性剂、核酸、多肽、多聚物或寡聚体；另一类方法是CNT的共价功能化，通过浓酸氧化截短或环加成作用在其表面或顶端连接有机分子，通过侧链分子间的相互排斥作用使其分散与溶解［６］。
对CNT进行改性的过程称为CNT的功能化，功能化CNT可以进入细胞，并且其共价连接的侧链可以进一步与生物分子，如多肽、蛋白质、核酸以及药物等相结合；而且CNT本身就可以非共价结合多肽、蛋白质或核酸作为功能化的修饰基团，以上2个条件可使CNT成为载体并在生物医学领域广泛应用。
1 功能化CNT进入细胞的机制荧光标记的胺基化CNT（0.05 mg/mL）与人早幼粒白血病细胞（human leukemian line，HL60）在37 ℃共培养1 h后，应用荧光显微镜可以看到细胞表面有较多的荧光聚集，更为重要的是细胞内也可看到荧光，这说明功能化的CNT能进入细胞内［７］。
纳米碳管研究进展及其应用
纳米碳管研究进展及其应用摘要：纳米碳管的发现是碳团簇领域的又一重大科研成果，本文探讨了碳纳米管的结构、特性、制备、应用、进展研究、前景等。
关键词：新型碳材料，纳米碳管，性质，应用1．纳米碳管发展背景碳元素广泛存在于茫茫苍穹的宇宙间和浩瀚无垠的地球上,碳是地球上构成化合物种类最多的元素之一，是一切生物有机体的骨架元素，也可以说没有碳元素就没有生命。
碳材料具有比重小、耐热、耐腐蚀、耐热冲击、导电、传热性好、高温强度、自润滑性、生体相容性等一系列其它材料所没有的综合特性,被认为是面向21世纪的极有发展前途的新材料。
特别是随着新型碳材料的不断开发和发现，使碳材料研究在全球材料科学界、物理界和化学界受到了广泛关注。
碳材料由于其结构的多样性，导致其性能的多样化，在环保，能源，制造业，国防等领域得到了广泛的应用。
纳米碳管（如图一）就是其中一种新型碳材料，也是纳米材料，纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。
图一：纳米碳管示意图2．纳米碳管的分类碳纳米管按照石墨烯片的层数分类可分为：单壁碳纳米管（Single-walled nanotubes, SWNTs）和多壁碳纳米管（Multi-walled nanotubes, MWNTs），多壁管在开始形成的时候，层与层之间很容易成为陷阱中心而捕获各种缺陷，因而多壁管的管壁上通常布满小洞样的缺陷。
与多壁管相比，单壁管是由单层圆柱型石墨层构成，其直径大小的分布范围小，缺陷少，具有更高的均匀一致性。
3．纳米碳管的结构图二纳米碳管中的碳原子以sp2杂化，但是由于存在一定曲率所以其中也有一小部分碳属sp3杂化，（如图二）。
在不考虑手性的情况下，单壁纳米碳管可以由两个参量完全确定（直径和螺旋角或两个表示石墨烯的指数（n,m）或者螺旋向量Cn和垂直向量T〕。
图三理想纳米碳管是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空的管体。
碳纳米管的研究现状及应用
３．１ 储氢材料 碳纳米管由于其管道结构及多壁碳管 之间的类石墨层空隙，使其成为最有潜力 的储氢材料，成为当前研究的热点。成会明 等研究大量高纯度的单壁碳纳米管，常温 下储存氢时发现，重约 ５００ｍｇ 的单壁碳纳 米管室温储氢量可达 ４．２ｗｔ％，并且 ７８．３％ 的储存氢在常温下可释放出来，剩余的氢 加热后也可释放出来，这种单壁碳纳米管 可重复利用。这一成果为储氢材料的研究 开辟了广阔的前景。碳纳米管具有良好的 储氢能力，可用于制造质子交换膜（ＰＥＭ）燃 料电池。这种通过消耗氢产生电力且无污 染的燃料电池与锂离子电池及镍氢动力电 池相比有巨大的优越性。配有锂离子电池 及镍氢动力电池的汽车目前充电一次行驶 路程大约 ２００ｋｍ～３００ｋｍ，而配有碳纳米 管燃料电池的电动汽车行驶路程不受限制， 只要能够提供足够氢燃料。碳纳米管储氢 的优越性将使碳纳米管燃料电池成为最具 发展潜力的新型汽车动力源。 ３．２ 催化剂材料 碳纳米管具有独特的电子、孔腔结构 和吸附性能等，在催化方面主要用作催化 剂载体，在加氢、脱氢和择形催化反应中显 示出很大的应用潜力。它的催化作用主要 表现在三个方面：一是提高反应速率；二是 决定反应路径，有优良的选择性，如只进行 氢化脱氢反应，不发生氢化分解和脱水反 应；三是降低反应温度。所以用碳纳米管作
３．３ 特殊吸附材料 水中含有很多对人体非常有害的微量 重金属元素或有机物，使用常规的吸收剂 很难满足要求。而碳纳米管具有优异的吸 附能力，可成为良好的微污染吸附剂应用 于废水处理等，从而在环境保护中发挥极 大的作用。Ｌｏｎｇ 等发现碳纳米管对二氧化 芑吸附能力比活性炭强，且其抗氧化性有 利于高温再生，这一点对碳纳米管的实际 应用具有重大意义。王曙光等的实验表明， 负载氧化铝的碳纳米管复合材料在水中除 氟能力是活性炭与α － Ａ ｌ ２Ｏ ３ 的 １ ５ ～２ ５ 倍，是γ －Ａｌ２Ｏ３ 的 ３０～４５ 倍，与 ＲＩＡ－ ４１０ 聚合树脂的吸附能力相当。另外，李延 辉等还发现碳纳米管优异的除铅能力，在 同等条件下，碳纳米管的吸附量比活性炭 高一倍。碳纳米管优良的吸附性能为环境 保护领域提供了新的前景。 ３．４ 吸波和隐身材料 碳纳米管具有较强的宽带微波吸收性 能同时兼具重量轻、导电性可调变、高温抗 氧化性能强和稳定性好等优点，因而它是 一种有前途的理想微波吸收剂，可用于隐 形材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料。刘 云芳等采用竖式催化裂化法制备出的碳纳 米管，用 ＫＯＨ 进行活化，使碳纳米管的比 表面积和各种类型的孔结构都得到增加； 微波吸收性能的研究表明，采用ＫＯＨ进行 活化的碳纳米管的吸收性能优于未活化碳 纳米管的吸收性能，活化还可以使碳纳米 管的微波吸收能力加强、吸收频率宽化。 ３．５ 气体传感器 当碳纳米管吸附 ＮＯ２、ＮＨ３ 和 Ｏ２ 后 其导电性会发生明显变化，利用这种导电 性能的变化，碳纳米管可以探测这些气体 在某些环境中的含量。此类传感器耗能低， 灵敏度高，选择性好，安全操作，耐候性好， 适用于环境监测等各种场合，同时还能被 用作气相色谱中的检测器，进行相对较高 浓度的组分分析。因此碳纳米管在新型防 化学检测方面有潜在的发展前景。
碳纳米管研究报告
碳纳米管研究报告碳纳米管是一种新兴的材料，它既具有高强度又有超强的耐腐蚀性，在未来将会发挥重要作用。
本文将结合碳纳米管的化学特性、力学性能、电学性能和生物医学应用，对它进行深入研究，旨在发掘它的潜力，未来能够更好地应用它。
一、碳纳米管的化学特性碳纳米管具有较高的碳氧化物结构，具有超强的耐腐蚀性。
其表面具有一定的电荷，这可以改变它的生物活性，增加其作为纳米材料的有效性。
此外，还有一些碳氧化物，如碳酸钙等，具有很好的附着力，对于不同的应用有着不同的功能。
二、碳纳米管的力学性能碳纳米管有着优异的力学性能，其弹性模量的大小可以根据其结构而定，它们有着非常高的抗弯强度，抗拉强度比钢材还要高，耐磨性也比钢材高。
同时，它们还具有很强的抗冲击能力，甚至在超高温下也能保持一定的强度。
三、碳纳米管的电学性能碳纳米管也具有优异的电学性能，其电阻率极低，可以大大提高电子材料的效率；其容量也极高，约为石墨烯4倍，能够有效地储存电能。
此外，它们还具有良好的导电性，可以抑制电路的失效，这在电子制造领域有重要作用。
四、碳纳米管的生物医学应用碳纳米管也可用于生物医学领域。
由于它们具有超强的耐腐蚀性及其高强度，可以用来制造医疗设备、改善人体组织修复治疗效果等。
另外，它们还可以用于基因治疗，具有增强免疫力的功效；用于抗癌药物的药物载体，以最大程度地抑制癌细胞的生长；在细胞快速传输信号的实验中，用于提高和优化实验效果等。
以上就是碳纳米管的一些特性和应用。
综上所述，碳纳米管有着较高的力学性能、超强的耐腐蚀性和良好的电学性能，以及众多生物医学应用，拥有着前所未有的潜力及应用前景。
未来需要加强对它的研究，进一步开发其功能，以及制定更好的应用方式，以期达到最佳效果。
碳纳米管的性质及其应用
碳纳米管的性质及其应用碳纳米管的性质及其应用【摘要】综述了碳纳米管的结构、性质及其应用，指出碳纳米管可看作是石墨烯片按照一定的角度卷曲而成的纳米级无缝管状物，根据层数不同可分为多壁碳纳米管和单壁碳纳米管。
碳纳米管具备良好的电学性能、热学性能及化学与电化学性能，在各个领域应用广泛。
【关键词】碳纳米管性能应用碳是地球上最丰富的元素之一，它以多种形态广泛存在于大气和地壳之中。
自1985年Smalley用烟火法成功制得C60以来，碳纳米管、碳微米管和石墨烯等多种碳结构逐渐进入人们的视线。
碳纳米管作为C60制备的副产物，较早被人们发现。
一、碳纳米管的结构碳纳米管，又称巴基管，属于富勒碳系，是在C60不断深入研究中发现的。
碳纳米管是由单层或多层石墨片围绕同一中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管结构，两端通常被由五元环和七元环参与形成的半球形大富勒烯分子封住，每层纳米管的管壁是一个由碳原子通过sp2杂化与周围3个碳原子完全键合后所构成的六边形网络平面所围成的圆柱面。
CNT 根据管状物的石墨片层数可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。
二、碳纳米管的性能及应用电学性能及应用碳纳米管是优良的一维介质，由于碳纳米管的特殊管状结构，管壁上的石墨片经过了一定角度的弯曲，导致量子限域和σ-π再杂化，其中3个σ键稍微偏离平面，而离域的π轨道那么更加偏离管的外侧，这使得π电子能集中在碳纳米管管壁外外表上高速流动，但在径向上，由于层与层之间存在较大空隙，电子的运动受限，因此它们的波矢是沿轴向的，这种特殊的结构使得碳纳米管具有优异的电学性能，可用于量子导线和晶体管等。
量子导线。
CNT可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线，Tang等在研究具有较小直径的SWNT磁传导特性时发现，在温度低于20K时，直径为0.4nm的CNT具有明显的超导效应，这也预示着CNT在超导领域的应用前景。
晶体管。
Soh等成功制备出碳纳米管晶体管阵列，这种单分子晶体管是现有硅晶体管尺寸的1/500，可使集成电路的尺寸降低2个数量级以上。
碳纳米管的特性及应用进展
碳纳米管的特性及应用进展摘要：本文综述了碳纳米管的研究状况，介绍了碳纳米管的特点及制备方法，指出了碳纳米管在一些领域的应用及未来的发展趋势。
关键字：碳纳米管制备性能应用Properties and Applications of Carbon NanotubesAbstract: The progress in studies of Carbon Nanotubes is reviewed. The characteristics and preparation of Carbon Nanotubes were introduced. The Carbon Nanotubes in some domains applications and the future development tendency were pointed out..Key words: Carbon NanotubesPreparationPerformanceApplication引言1991年，日本电镜专家Iijima[1] 在高分辨透射电子显微镜下检查石墨电弧设备中的产物时首次发现了碳纳米管（Carbon Nanotubes, CNTs）。
碳纳米管自被发现以来，由于其独有的结构和奇特的物理、化学特性以及潜在的应用前景而日益受到人们的关注，引起了各国科学家的极大兴趣，目前已成为物理学、化学、材料学等领域的国际研究热点之一。
1碳纳米管结构目前普遍认为，碳纳米管是由单层或多层石墨片按一定角度卷曲而成、两端封闭的无缝纳米级管，每层管的管壁由碳原子通过sp2杂化及少量sp3杂化与周围碳原子完全键合成的六边形碳环围成。
朱艳秋[2]经实测认为碳纳米管属六方晶系晶体结构，其晶格常数为a=0.2457 nm，c=0.6852 nm。
同常规石墨晶格常数比较，c值略有增大（2.27%），而a值略有减小（2.51%）。
增大的c值与石墨层片间的相互匹配有关，封闭的笼形结构使碳纳米管具有很好的自锁结构。
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文献综述 纳米碳管作为一种碳素新材料，具有优异的力学、电学、储氢等物理性质，在纳米材料、纳米生物学、纳米化学等方面具有潜在的应用价值，成为近年来人们的研究热点。大批量、低成本合成纳米碳管是拓展纳米碳管应用研究的基础，因此对纳米碳管的合成研究也最多，并取得了一定的进展。纳米碳管的机械强度高，比表面积大，界面效应强，容易吸附金属催化剂，而被认为在催化剂载体领域里有很好的应用前景。
一 碳纳米管简史 研究碳纳米管的历史，可以追溯到1889年，一项专利阐明了如何制备一维碳纳米材料，产物中可能有碳纳米管。1970年，法国奥林大学(University of Orleans)的 En-do 用气相生长技术制成了直径为 7nm 的碳纤维， 由于他没有对这些碳纤维的结构进行细致的评估和表征，所以并没有引起人们的注意。后来科学家在研究 C60，C70的基础上认识到产生无数种近石墨结构成为可能。1991年1月，日本筑波 NEC 实验室的饭岛澄男首先用高分辨率电镜观察到了他认为是一种螺旋状的微管， 也就是碳纳米管，文章发表在《自然》(Nature)杂志上。从而饭岛成为公认的碳纳米管发现者。1993年，等和DS。Bethune等同时报道了采用电弧法，在石墨电极中添加一定的催化剂，可以得到仅仅具有一层管壁的碳纳米管，即单壁碳纳米管产物。1997年，等报道了单壁碳纳米管的中空管可储存和稳定氢分子，引起广泛的关注。
二 碳纳米管的分类 按照石墨烯片的层数，可分为：单壁碳纳米管（Single-walled nanotubes, SWNTs）：由一层石墨烯片组成。单壁管典型的直径和长度分别为 ～3nm和1～50μm。又称富勒管(Fullerenes tubes)； 多壁碳纳米管（Multi-walled nanotubes, MWNTs）：含有多层石墨烯片。形状象个同轴电缆。其层数从 2～50不等，层间距为±，与石墨层间距 相当。多壁管的典型直径和长度分别为2～30nm和 ～50μm。
三 碳纳米管的制备方法 目前合成纳米碳管的方法主要有电弧法、催化裂解法、化学气相沉积法、固相热解法、激光法等。其中催化裂解法具有方法简便、条件容易控制、可大量生产等优点，受到了人们的重视，成为制备纳米碳管的主要方法。但一般的催化裂解法生产的纳米碳管粗品中，通常含有催化剂载体，如SiO：和AlO，需经分离、纯化才能得到较为纯净的纳米碳管。这样既增加了中间步骤和生产成本，也降低了收率。 其它得到碳纳米管的方法：碳纳米管可以在50℃的低温下通过铯与纳米孔状无定形碳的放热反应自发形成；乙炔和苯低压火焰燃烧的烟灰里也发现了碳纳米管； 以熔融碱金属卤化物为电解液，以石墨棒为电极，在氩气气氛中通过电解方法合成了碳纳米管以及葱状结构；在粉末冶金法制备的合金Fe-Ni-C、Fe-Ni-Co-C的微孔洞中发现了富勒烯和单层碳纳米管。
四 碳纳米管的纯化 碳纳米管分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管两类，它们的性质不同，所以其纯化方法也有所不同;而且由于不同的制备方法和实验条件引人的杂质不同，所以纯化方法还因具体的制备方法而异。到目前为止，已经提出的碳纳米管的纯化方法有许多种，这些方法大致可分为物理方法、化学方法和综合纯化法。 1、物理纯化法 (1) 离心分离法 由于石墨微粒、碳纳米粒子和无定形碳等杂质的粒度比碳纳米管大，在离心分离时它们受到离心力的作用先沉积下来，而粒度较小的碳纳米管则留在溶液中，从而分离。 (2) 电泳纯化法 Yamamoto等利用电泳原理，先将传统电弧放电法所制备的CNTs充分分散于异丙醇溶液中，离心除去较大的碎片，然后在充满分散液的容器中放人两个间距为的共面铝电极。因为CNTs有电各向异性这一特征，所以当两个铝电极之间加上大小为 的交变电场时，在电场的作用下，CNTs将向阴极移动，并沿着电场方向进行有规律的定向排列。计算表明，CNTs在电场中迁移速率大于5×。该方法根据电泳速率的不同将CNTs与其它杂质颗粒分离，且所得CNTs未受到损坏其研究人员还认为电泳法为单根碳纳米管的选择和操作提供了可能。 (3) 过滤纯化法 碳纳米管在具有水表面活性的溶液中可以呈动态稳定的投胶状分散物存在。过滤法具有简捷、高效的特点，同时不会破坏样品，但该方法成本较高。 (4) 空间排斥色谱法 空间排斥色谱法(SEC)也称凝胶渗透色谱法。该方法是基于试样分子尺寸和形状的不同来实现分离。该方法所用的填充剂是凝胶，其孔穴大小应与被分离试样的大小相当。对于那些太大的分子(如碳纳米管)不能进人孔穴而被排斥，故随流动相移动而最先流出;小分子能深人大大小小的孔穴，完全不受排斥，而最后流出;中等大小的分子可进人较大孔穴，但会受到较小孔穴的排斥，所以在介于上述两种情况之间流出。由于碳纳米管与其它杂质的尺寸不同，故该方法可有效将单壁或多壁碳纳米管与其它杂质分离。 2、化学纯化方法 碳纳米管具有很高的结构稳定性，耐强酸、强碱腐蚀，而其它的杂质，如石墨微粒、碳纳米粒子、富勒烯，它们的稳定性都远不如碳纳米管。可用酸(如盐酸，氢氟酸等)去除金属催化剂颗粒，同时利用碳纳米管稳定性高、不易氧化的这一特性，用氧化剂把其它碳成分除掉。通常采用的氧化方法有气相氧化法和液相氧化法，也称为干法和湿法。 （1）气相氧化纯化法 气相氧化法主要是利用空气或氧气对含碳纳米管的样品进行氧化从而达到提纯的目的，该方法不需要特殊的实验装置，反应条件容易控制，操作简单、易行，有工业化应用前景。但是气相氧化法的氧化时间难以掌握，氧化过程中氧气具有局部不均匀性，产率低。气相氧化纯化法：(1) 氧气氧化法(2) 空气氧化法(3) CO2氧化法(4) H2S-02氧化法(5) 金粉催化O2氧化法 （2）液相氧化纯化法 液相氧化法是利用氧化性酸对碳颗粒的氧化反应处理粗产物，同时用酸溶掉金属催化剂颗粒，得到纯净的碳纳米管。液相氧化法虽然除去副产物，但改变了碳纳米管的表面结构，使纳米碳管表面产生了许多酸性功能基(-COO、>C=0、-COH等)。这一点对于碳纳米管在电学、力学、材料学等方面的应用是不利的，但对于碳纳米管在化学领域、尤其在多相催化领域中的应用却是有利的，因为碳纳米管表面有了这些功能基以后，更有利于用金属对其进行表面修饰。常用的氧化性酸溶液有硝酸、混酸、重铬酸钾和高锰酸钾的硫酸溶液等。液相氧化纯化法：(1)硝酸氧化法(2)混酸氧化法(3)重铬酸钾氧化法(4)高锰酸钾氧化法 3、综合纯化法 化学纯化方法在氧化掉其它杂质的同时，有相当一部分的碳纳米管管壁和管端也相应被氧化掉了，残余的碳纳米管无论是管径还是管长都小于未纯化前的状态，其结构受到了较大的破坏;物理纯化法在纯化过程中可避免碳纳米管受到破坏，但是由于碳纳米管和大部分杂质均为碳质，在物理性质上的差异并不大，所以很难得到高纯度的碳纳米管。可见都有各自的优势，也存在弊端。因此，就有了物理化学方法的综合使用。综合法是一种纯化流程，它结合了化学方法高效分离和物理法不破坏碳纳米管结构的优势，在尽量高效的分离地同时，把对碳纳米管的破坏程度降为最低。综合纯化法：(1)酸处理与电泳法的结合(2)微孔过滤与电解法的结合(3) 气相氧化、酸处理与微孔过滤的结合(4) 酸处理与离心分离的结合(5)萃取、酸处理与冷冻法的结合 五．碳纳米管表面改性 1、 共价功能化 碳纳米管的共价化学功能化最初是从氧化剂对碳纳米管的化学切割开始的。1994年
Tsang 等发现, 将多壁碳纳米管在强酸中超声可对其进行切割, 从而得到开口的碳纳米管。在随后的研究中,Lago等发现, 开口的碳纳米管顶端含有一定数量的活性基团, 如经基、梭基等。1998年, Liu等研究了单壁碳纳米管的切割方法,利用强酸和超声波对单壁碳纳米管进行切割, 得到了长度介于100一300nm 之间的富勒烯管, 接着用体积比为4: 1的浓硫酸与3 0% 的过氧化氢氧化, 得到端基为梭基的单壁碳纳米管。这些截短的碳纳米管在水中单分散性良好。后来,人们尝试利用其它氧化剂如K2CrO2;OsO4 ; KMnO4 等对碳纳米管进行了功能化。活性基团的存在不仅改善了碳纳米管的亲水性, 使其更容易溶于水等极性溶剂, 而且为碳纳米管与其它物质或基团反应, 从而对其表面进行广泛的改性提供了基础。 2、非共价功能化 虽然碳纳米管的共价功能化在碳纳米管分散及表面改性方面取得了很大的进展, 但这类功能化方法是直接与CNT的石墨晶格结构作用, 可破坏CNT功能化位点的sP2结构, 从而可能对CNT 的电子特性造成一定程度的破坏。而非共价功能化的方法不会对碳纳米管本身的结构造成破坏, 从而可以得到结构保持完好的功能性碳纳米管。 碳纳米管的侧壁由片层结构的石墨组成, 碳原子的sP2杂化形成高度离域化π电子。这些π电子可以被用来与含有π电子的其它化合物通过π-π非共价键作用相结合, 得到功能化的碳纳米管。聚(间一亚苯亚乙烯)衍生物(poly p一phnylenevinylen e 一 co-2,5一dio etoxv一m 一phenylenevinylene , 简称PmPV)是一种共扼发光聚合物,Curran 等利用多壁碳纳米管与之通过π-π相互作用形成MWNTs 一PmPV 复合材料, 这种复合材料在Pm PV 中形成稳定的悬浮液, 用此方法可以分散纯化碳纳米管。Star 等利用PmPV 对SWNTs 进行了功能化研究, 结果表明, 随着PmPV 含量的增大, 悬浮液中SWNTs 束的平均直径逐渐减小, SWNTs 的表面覆盖度逐渐均一。这些结果证实了PmPV 通过苯基、乙烯基与SWNTs 表面的 π-π相互作用缠绕于碳纳米管上。 3、无机纳米颗粒改性碳纳米管 碳纳米管经过有机功能化后, 表面带上多种活性基团, 但为保障其在无机基体介质中良