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碳纳米管宏量制备的原理与过程

张强  黄佳琦  赵梦强  骞伟中  魏飞  
【摘要】:碳纳米管在能源存储与转化(锂电池、电容器、燃料电池)、高强度高模量多功能复合材料、多相催化等领域具有大量的应用。实现这些应用的前提是实现其可控宏量制备。本文描述了碳纳米管的宏量制备的进展。在纳米尺度上,碳纳米管的生产是碳原子有序自组织形成一维管状结构的过程。通过抽象碳纳米管生长化学,结合工程放大过程原则,提出了碳纳米管批量生产需要在分子原子重排、介观有序组装、反应器尺度热量动量质量传递与反应、过程强化、以及社会影响等多个层面上实现突破和技术研发。本文将以聚团状碳纳米管以及阵列状碳纳米管为例、分析碳纳米管宏量制备的原则及方法。进一步指出微观的生长机制、结构/制备/性能/应用解耦需要更为深入的工作开展。

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