碳奈米管作為最重要的奈米材料之一，其研究越來越得到人們的高度重視，以下是小編蒐集整理的一篇探究單壁碳奈米管與多壁碳奈米管差異的論文範文，供大家閱讀參考。
摘要：碳奈米管作為最重要的奈米材料之一，其研究越來越得到人們的重視。文章主要綜述了單壁碳奈米管和多壁碳奈米管的差異。
關鍵詞：單壁碳奈米管;多壁碳奈米管;差異
碳奈米管是一維奈米材料，可稱為奈米材料之王，重量輕，六邊形結構連線完美，具有許多異常的力學、電學和化學效能。碳奈米材料在奈米材料技術開發中舉足輕重，它將影響到國民經濟的各個領域，是國際上研究的熱點及難點。
碳奈米管按照石墨烯片的層數簡單分類為：單壁碳奈米管和多壁碳奈米管。此外二者還有其他差異，現綜述如下：
1發現時間
單壁碳奈米管：1993年ma[1]等和une等同時報道了採用電弧法，在石墨電極中新增一定的催化劑，可以得到僅僅具有一層管壁的碳奈米管，即單壁碳奈米管產物。
多壁碳奈米管：1991年日本NEC公司基礎研究實驗室的電子顯微鏡專家Iijima[2]在高分辨透射電子顯微鏡下檢驗石墨電弧裝置中產生的球狀碳分子時，意外發現了由管狀的同軸奈米管組成的碳分子，現在被稱做的“Carbon nanotube”，即碳奈米管，又名巴基管。Iijima發現的碳奈米管最小層數為2，含有一層以上石墨片層的則稱為多壁碳奈米管。
2結構
單壁碳奈米管：由單層圓柱型石墨層構成，其直徑大小的分佈範圍小、缺陷少，具有較高的均勻一致性。SWCNTs的直徑一般在1～6 nm，目前觀察到的SWCNT的最小直徑約為0.33 nm，並已能合成直徑0.4 nm的SWCNTs陣列，直徑達6 nm的SWCNTs也已有報道。一般認為，SWCNT的直徑大於6 nm以後特別不穩定，容易發生SWCNT管的塌陷。而單壁碳奈米管的長度則可達幾百奈米到幾十微米。單壁碳奈米管的單層結構顯示出螺旋特徵，根據構成碳奈米管的石墨層片的螺旋性，可以將單壁碳奈米管分為非手性(對稱)和手性(不對稱)。
多壁碳奈米管：多壁管在開始形成的時候，層與層之間很容易成為陷阱中心而捕獲各種缺陷，因而多壁管的管壁上通常佈滿小洞樣的缺陷。多壁碳奈米管的層間距約為0.34 nm，外徑在幾個奈米到幾百奈米，而已發現的最小內徑為0.4 nm。其長度一般在微米量級，最長者可達數毫米。
3工藝製備
單壁碳奈米管：鐳射蒸發法是製備單壁碳奈米管的一種有效方法。用高能CO2鐳射或Nd/YAG鐳射蒸發摻有Fe、Co、Ni或其合金的'碳靶製備單壁碳奈米管和單壁碳奈米管束，管徑可由鐳射脈衝來控制。Iijima等發現鐳射脈衝間隔時間越短，得到的單壁碳奈米管產率越高，而單壁碳奈米管的結構並不受脈衝間隔時間的影響。用CO2鐳射蒸發法，在室溫下可獲得單壁碳奈米管，若採用快速成像技術和發射光譜可觀察到氬氣中蒸發煙流和含碳碎片的形貌，這一技術使得跟蹤研究單壁碳奈米管的生長過程成為可能。鐳射蒸發(燒蝕)法的主要缺點是單壁碳奈米管的純度較低，易纏結。
多壁碳奈米管：化學氣相沉積法主要用於多壁碳奈米管的合成。其基本原理為含有碳源的氣體(或蒸氣)流經催化劑表面時分解，生成碳奈米管。常用的碳源氣體有C6H6、C2H2、C2H4等。Yacaman等最早採用25%鐵/石墨顆粒作為催化劑，常壓下700 ℃時分解9%乙炔/氮氣製得碳奈米管。Amelincks等採用Co為催化劑，乙烯為碳源得到螺旋狀的碳奈米管，中國科學院物理所用化學氣相沉積法大批量合成了排列整齊的碳奈米管，而且埠是開啟的。
4應用及效能(電容)
單壁碳奈米管：能夠嚴重破壞大腸桿菌等細菌的細胞壁，從而將它殺滅，將有助於解決細菌抗藥性這一日益突顯的問題。單壁碳奈米管其電容量一般為180 F/g，比多壁碳奈米管更高。其電容器功率密度可達20 kW/kg，能量密度可達7 W・h/kg。
多壁碳奈米管：沒有相關的報道指明可以殺滅細菌。多壁碳奈米管其電容量一般為102 F/g。
以上是關於單壁碳奈米管和多壁碳奈米管一些差異性的概括，然而二者均具有優異的力學效能、導電效能、熱學效能、儲氫效能等。
碳奈米管作為最重要的奈米材料之一，其研究越來越得到人們的高度重視，人們相信，碳奈米管在工業領域裡大規模應用將在未來幾年中出現，碳奈米管的研究也將對奈米技術的未來產生重大影響。
參考文獻：
[1]Single-shell carbon nanotubes of 1-nm diameter. Iijima S, Nature, 1992, 363: 603～605.
[2]Helical microtubules of graphite carbon. Iijima S, Nature, 1991, 354: 56～58.
[3]鄒莉.單壁碳奈米管及應用現狀[J].昆明冶金高等專科學校學報，2004(1)：21～23.
[4]顧書英，吳琪琳.碳奈米管應用研究的現狀和未來[J].同濟大學學報(自然科學版)，2002(2)：213～217