碳纳米管的研究进展及应用.docx
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碳纳米管的研究进展及应用
碳纳米管的研究进展及应用
一引言
1.1纳米材料
纳米材料是近年来受到人们极大关注的新型领域，纳米材料的概念形成于20世纪80年代，在上世纪90年代初期取得较大的发展。
广义地说，纳米材料是指其中任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料[1]。
当小粒子尺寸加入纳米量级时，其本身具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。
纳米材料具有四大特点:
尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子比例大。
从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热学、化学活性、催化和超导特性，使纳米材料在国防、电子、化工、催化剂、医药等各种领域具有重要的应用价值。
1.2碳纳米管
碳是自然界分布非常普遍的一种元素。
碳元素的最大的特点之一就是存在多种同素异形体，形成许许多多的结构和性质完全不同的屋子。
长期以来，人们一直以为碳的晶体只有两种：
石墨和金刚石。
直到1985年，英国科学家Kroto和美国科学家Smalley在研究激光蒸发石墨电极时发现了碳的第三种晶体形式C60[2]，从此开启了人类认识碳的新阶段。
1991年，日本NEC公司基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛（Iijima）发现了多壁碳纳米管（MultiWalledCarbonNanotubes，MWNTs），直径为4-30nm，长度为1um。
，最初称之为“Graphitetubular”。
1993年单壁碳纳米管也被发现（Single-WalledCarbonNanotubes，SWNTs），直径从0.4nm到3-4nm，长度可达几微米。
碳纳米管（CNT）[3]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。
它是由单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷绕而成的无缝、中空的“微管”，每层由一个碳原子通过sp2杂化与周围3个碳原子完全键合后所构成的六边形组成的圆柱面。
根据形成条件的不同，碳纳米管存在多壁碳纳米管（MWNTs）和单壁碳纳米管（SWNTs） 两种形式。
MWNTs一般由几层到几十层石墨片同轴卷绕构成，层间间距为0.34nm左右，其典型的直径和长度分为 2-30nm0.1-50μm。
SWNTs由单层石墨片同轴卷绕构成，其侧面由碳原子六边形排列组成，两端由碳原子的五边形封顶。
管径一般从10-20nm，长度一般可达数十微米，甚至长达20cm。
自从发现了碳纳米管（Carbonnanotube,CNT）,人类就开辟了碳科学发展的新空间。
碳纳米管具有机械强度高、比表面大、电导率高、界面效应强等特点,以及特殊的机械、物理、化学性能,在工程材料、催化、吸附分离、储能器件电极材料[4-7]等诸多领域得到了广泛应用[8]。
1.2.1碳纳米管分类：
碳纳米管按照石墨烯片的层数分类可分为：
单壁碳纳米管（SWNTs）和多壁碳纳米管（MWNTs），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。
1.2.2按手性分：
通常依照n，m的相对关系，将单壁碳纳米管分为achiral和chiral两个基本类型。
Achiral型又分为zigzag（锯齿型）和armchair（扶手椅型）两类。
当n和m其中之一为0时，为zigzag型；当n=m时为armchair型；其它所有情况都称为chiral型（手性管）。
1.2.3按形态分：
碳纳米管的表征：
拉曼光谱图
二碳纳米管的性质
碳纳米管因其小尺寸效应和独特的分子结构，具有优异的物理化学性能。
一维分子材料和六边形完美连接结构使碳纳米管具有质量轻、强度高的特点；较大长径比及sp2、sp3杂化几率不同使碳纳米管具有优良的弹性；直径、螺旋角以及层间作用力等存在的差异使碳纳米管兼具导体和半导体的特性；独特的螺旋状分子结构使碳纳米管构筑的吸波材料具有比一般吸收材料高得多的吸收率。
此外，碳纳米管还具有独特的光学性能，良好的热传导性，极高的耐酸、碱性和热稳定性。
2.1 奇异的导电性 碳纳米管的性质与其结构密切相关。
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6mm时，导电性能下降；当管径小于6mm时，CNTs可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。
2.2优异的力学性质 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，碳纳米管应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，其强度约为钢的100倍，而密度却只有钢的1/6。
因此，碳纳米管被认为是强化相的终极形式，人们估计碳纳米管在复合材料中的应用前景将十分广阔。
碳纳米管的抗拉强度达到50～200GPa,是钢的100倍,密度却只有钢的1/6，至少比常规石墨纤维高一个数量级。
它是最强的纤维，在强度与重量之比方面，这种纤维是最理想的。
碳纳米管力学性质对比表
2.3良好的热学性能 一维管具有非常大的长径比，因而大量热是沿着长度方向传递的，通过合适的取向，这种管子可以合成高各向异性材料。
虽然在管轴平行方向的热交换性能很高，但在其垂直方向的热交换性能较低。
纳米管的横向尺寸比多数在室温至150℃电介质的品格振动波长大一个量级，这使得弥散的纳米管在散布声子界面的形成中是有效的，同时降低了导热性能。
适当排列碳纳米管可得到非常高的各向异性热传导材料。
2.4优良的储氢性能 碳纳米管的中空结构，以及较石墨（0.335nm）略大的层间距（0.343nm），是具有更加优良的储氢性能，也成为科学家们关注的焦点。
1997年，A. C. Dillon对单壁碳纳米管（SWNT）的储氢性能做了研究，SWNT在0℃时，储氢量达到了5%。
DeLuchi指出:
一辆燃料机车行驶500km，消耗约31kg的氢气，以现有的油箱来推算，需要氢气储存的重量和体积能量密度达到65%和62kg/m3。
这两个结果大大增加了人们对碳纳米管储氢应用前景的希望。
2.5优异的化学稳定性碳纳米管具有化学惰性（C-C键，无悬空键），
经历充放电不发生化学作用。
因此，数据保存在这样的一个存储器中可以拥有更长的保存时间。
三碳纳米管的制备
3.1电弧法
石墨电弧法是最早的、最典型的碳纳米管合成方法。
其原理为电弧室充惰性气体保护，两石墨棒电极靠近，拉起电弧，再拉开，以保持电弧稳定［1］。
放电过程中阳极温度相对阴极较高，所以阳极石墨棒不断被消耗，同时在石墨阴极上沉积出含有碳纳米管的产物[2]。
理想的工艺条件：
氦气为载气，气压60—50Pa，电流60A～100A，电压19V～25V，电极间距1mm～4mm，产率50％。
IIJIMA通过电弧放电法首次得到了半径约1nm的单层碳管。
用纯石墨电极制备的碳纳米管存在石墨碳纳米颗粒、无定形碳等杂质,产量不高且分离困难。
在石墨电极中加入Fe,Co,Ni等催化剂可以降低反应温度,择优生成碳纳米管。
在反应室中充入惰性气体或氢气,采用不同的工艺条件,可制得单壁碳纳米管或多壁碳纳米管.WANG等认为,与Ar,He等惰性气体对碳纳米管的形成主要起冷却作用相比,H2具有更高的导热率且可形成C—H键,从而刻蚀非晶碳,因此用H2作缓冲气体合成的碳纳米管更加纯净。
成会明等开发了半连续氢等离子电弧法,阳极由石墨粉和催化剂组成,阴极是一根石墨棒.用金属络合物催化,含硫化合物抑制杂质生成,促进碳纳米管生长,在H2气氛中电弧放电,单壁碳纳米管0.5h的产量达1g。
ISHIGAMI等在液氮环境下得到的多壁碳纳米管,产量可达44mg/min·cm2。
LIXue-song等提出水保护电弧放电法,碳纳米管含量高于50%。
TIAN等将煤粉和金属粉末混合物直接注入等离子流,用煤电弧法合成了多壁碳纳米管,省却了复杂的煤基电极制作过程。
电弧法具有简单快速的特点，碳纳米管能够最大程度地石墨化，管缺陷少。
但存在的缺点是：
电弧放电剧烈，难以控制进程和产物，合成物中有碳纳米颗粒、无定形炭或石墨碎片等杂质，杂质很难分离。
经过多年研究，科研工作者对该方法进行了改进，如Takizawa等人利用电弧放电法，通过改变催化剂镍和钇的比例，实现了控制产物直径分布的目的。
Colbert[3]等人将一般阴极（大石墨电极）改成一个可以冷却的铜电极，再在上面接石墨电极，这样产物的形貌和结构大为改观，使电弧法再次焕发了青春。
图示1电弧法原理图
3．2催化裂解法
催化裂解法亦称为化学气相沉积法，通过烃类或含碳氧化物在催化剂的催化下裂解而成。
其基本原理为将有机气体（如乙炔、乙烯等）混以一定比例的氮气作为压制气体，通入事先除去氧的石英管中，在一定的温度下，在催化剂表面裂解形成碳源，碳源通过催化剂扩散，在催化剂后表面长出碳纳米管，同时推着小的催化剂颗粒前移[4]。
直到催化剂颗粒全部被石墨层包覆，碳纳米管生长结束。
该方法的优点是：
反应过程易于控制，设备简单，原料成本低，可大规模生产，产率高等。
缺点是：
反应温度低，碳纳米管层数多，石墨化程度较差，存在较多的结晶缺陷，对碳纳米管的力学性能及物理化学性能会有不良的影响。
图示2CVD法制备碳纳米管
特点：
设备简单、条件易控、能大规模制备、可直接生长在合适的基底上。
常用气体：
甲烷、一氧化碳、苯等。
催化剂：
Fe、Co、Ni、Mo等以及它们的氧化物。
3．3离子或激光蒸发法
1996年，诺贝尔化学奖获得者之一的Smally研究小组首次利用激光蒸发法合成了纳米碳管。
此后，激光蒸发法成为制备单壁碳纳米管的有效方法之一[5]。
此法在氩气气流中，用双脉冲激光蒸发含有Fe／Ni（或Co／Ni）的碳靶方法制备出直径分布范罔在0．81—151nm的单壁碳纳米管。
该法制备的碳纳米管纯度达70％～90％，基本不需要纯化，但其设备复杂、能耗大、投资成本高。
影响因素：
Ø催化剂。
Ø保护压强（3.0x104一4.5x104Pa）。
Ø气体（氦气、氩气）。
Ø激光脉冲时间间隔（间隔越短，产率越高）。
Ø激光脉冲功率（功率↑，直径↓）。
3．4其他合成方法
近几年来，科研工作者在改进传统制备技术的同时，探索和研究出了一系列新型碳纳米管的制备技术，其中有水热法、火焰法、超临界流体技术、水中电弧法、固相热解法、太阳能法等。
较典型的如：
1996年Yamamoto等人在高真空（5．33×10-3Pa）下通过氩离子束对非晶碳进行辐射的方法获得了较纯的纳米碳管。
Chemozatonskii等人通过电子束蒸发涂覆在Si基体上的石墨的方法制备了规则排列的纳米碳管。
Feldman等人利用电解碱金属卤化物的方法制备了直径为30～50nm的多壁纳米碳管。
在碳纳米管产业化进程中，日本和美国一直处于领先的位置。
目前，中国的碳纳米管生产技术在国际上也具有一定的优势，如深圳纳米港公刮拥有了具有完全自主知识产权的沸腾床催化热解法生产工艺和装置，清华大学和中科院等科研院所已具备一定规模化生产的条件。
四碳纳米管的生长机理及纯化
由于碳纳米管的生长受很多因素影响，所以其生长机理众说纷纭。
目前，碳纳米管的生长机理研究基本上都是根据实验所获得的碳纳米管的结构特征推测其生长过程，主要有两种模型：
开口生长模型和闭口生长模型。
催化热解法中的碳纳米管生长机理可以用闭口生长模型来解释，其生长过程可分为两个阶段，第一阶段是在基片上受金属催化剂作用而形成初期碳管，其本质上遵从气一液一固（Vapor-Liquid-Solid）机制，即热解析出的碳原子在催化剂与气体接触的表面被溶解，在催化剂内部扩散，而在另一侧析出碳纳米管，在碳管不断生长的同时，催化剂颗粒能被渐渐托起而离开基片的颗粒表面，当催化剂颗粒外表面完全被碳层包埋时，碳管的生长则停止，催化剂颗粒则留在了碳管的顶端，此为根部生长机理，还有顶部生长之说[25]，即由于催化剂颗粒与基片颗粒结合强而没离开基片，碳管从催化剂颗粒顶部生长（图2）。
第二阶段是碳原子沉积在初期碳管上，使管变粗。
电弧放电法中的碳纳米管生长机理可以用最容易被接受的开口生长模型来解释，其在生长过程中顶端总是开着口，开口处有较高反应活性的悬空键，吸附碳原子从而内外层管以同样速率生长，当生长条件不适应时，则迅速封闭。
该机理可以成功地解释碳纳米管的螺旋形。
此外关于电弧法制备碳纳米管的生长机理还有Endo的“封口生长”机理、Saito等的“由外及里”机理、螺旋生长管内生长机理[29]及六边形碳环凝聚生长机理[30]等。
碳纳米管在制备过程中常常伴有相当数量的杂质生成，如碳纳米颗粒、无定形碳及催化剂颗粒等，这些杂质的存在极大地阻碍了碳纳米管的性能及应用，因此制备的同时也应进行碳纳米管纯化的研究。
到目前为止，已提出多种碳纳米管的纯化方法，大致可分为物理法和化学法。
物理法主要是根据碳纳米管与杂质物理性质的不同而将其相互分离。
化学法则主要利用碳纳米管结构稳定、耐酸、耐碱，而其他杂质稳定性较差，氧化速率不同，使碳纳米管试样和氧化性物质进行反应以除去杂质。
常见的碳纳米管的化学纯化方法有气相氧化法和液相氧化法。
它们的原理相同，也是利用碳纳米管比碳纳米颗粒、无定形碳等杂质的拓扑类缺陷少这一差异来达到纯化的目的。
液相反应法的反应条件较温和，易于控制。
目前主要的氧化剂有：
高锰酸钾、重铬酸钾和硝酸溶液等。
单独的一种纯化方法往往很难达到纯化效果，通常需综合使用氧化、化学处理、物理分离等方法来进行多步纯化。
五碳纳米管的应用
碳纳米管因其独特的力学、电学及化学等特性，已成为全世界的研究热点，在场致发射、纳米电子器件、纳米机械、复合增强材料、储氢材料等众多领域取得了广泛应用。
随着碳纳米管合成技术的日益成熟，低成本大量合成碳纳米管已经成为可能，探索和研究碳纳米管的应用已成为当务之急，具有重大的实用价值。
4．1场致发射材料
碳纳米管的尖端具有纳米尺度的曲率半径，在相对较低的电压下就能够发射大量的电子，而且还具有极好的化学稳定性和机械强度，是一种优良的场致发射材料，可用于制作平面显示装置，取代体积大、质量重、低效的阴极电子管。
日本已制出以碳纳米管为发射材料的场致发射彩色电视机样机，其图像分辨率是目前已知其他技术所不能达到的。
韩国SAMSUNG于2000年宣布碳纳米管场致发射平板显示器时曾乐观地表示，该公司拥有的这种器件亮度与阴极射线管相同，但能耗只有阴极射线管的1／10。
我国东南大学雷威等也制作了CNT场发射显示器。
Heer等人用碳纳米管制成的电子枪与传统的相比，不但具有在空气中稳定、易制作的特点，而且具有较低的工作电压和大的发射电流。
碳纳米管优异的场发射性能使其还可能应用于微波放大器、真空电源开关及制版技术等。
4．2纳米电子器件
碳纳米管独特的电学性质适用于制备纳米电子器件。
2001年Postma等[32]报导了由单个金属型碳纳米管分子组成的可以在室温下工作的单电子晶体管。
2000年4月，美国国际商用机器公司（IBM）的研究人员成功制造出世界上第一个碳纳米管晶体管阵列，所使用的碳纳米管是由碳原子排列而成的微小圆柱体，是现在硅晶体管的1／500，而且无需对它们逐个进行处理。
这种三电极的单分子晶体管可使集成电路的尺寸降低2个数量级以上，它的发现是分子电子学的一个重大进步。
利用毛细管作用将液态金属填充到碳纳米管中可制成纳米金属导线，这种技术可使微电子器件升级进入纳米阶段，如果实现了这个目标，就可以制造出袖珍巨型计算机和袖珍机器人，并使所有控制系统纳米化。
4．3纳米机械
美国已经制成了纳米秤[3]。
纳米秤与悬挂的钟摆相似，通过测量振动频率，可以测出粘结在悬壁梁一端的微小颗粒的质量，它是目前世界上最敏感的和最小的量器。
有专家认为，此纳米秤将可以用来衡量大生物分子的质量和生物颗粒，例如病毒，还可能导致一种纳米质谱仪的产生。
碳纳米管作为探针型电子显微镜等的探针，是碳纳米管最接近商业化的应用之一。
由碳纳米管制备的显微镜探针，比传统的Si或Si3N4金字塔形状的探针针尖分辨率更高，探测深度更高，它可以探测狭缝和深层次的特性，还能避免损坏样品及探针针尖。
如果对碳纳米管的顶
部有选择性地进行化学修饰，则可以制备分析有机和生物样品官能团的探针尖。
用碳纳米管制备的原子力显微镜探针在不破坏生物大分子的条件下，可得到较高分辨率的生物大分子照片，这对于研究生物薄膜、细胞结构和疾病诊断有非常重要的意义。
4．4碳纳米管复合材料
碳纳米管复合材料是碳纳米管应用研究的一个重要方向。
碳纳米管复合材料不仅可以利用其力学性能来制备增强复合材料，而且还可以利用其导电特性等其他性能来制备功能复合材料。
由于碳纳米管具有极好的力学性能，因此可将其用作复合材料的增强体，①作为金属的增强材料可以提高金属的强度、硬度、耐摩擦、磨损性能以及热稳定性。
张继红等[34]用淬火工艺处理制成的碳纳米管／球墨铸铁熔覆层的硬度比石墨／球墨铸铁高2～3个洛氏硬度（HIⅪ），且其硬度随淬火温度的升高而增大。
王淼等[35]把碳纳米管用于金属表面复合镀层，得到超强的耐磨性和自润滑性，耐磨性要比轴承高100倍，摩擦系数仅为0．06～o．1，同时该镀层还具有高热稳定性和耐腐蚀性等。
②作为高分子聚合物的增强材料，已成为碳纳米管复合材料的研究重心，并取得了较大的进展。
贾志杰等[36]采用碳纳米管参与聚合反应的原位复合法制备了尼龙一6／碳纳米管、碳纳米管／聚甲基丙烯酸甲酯复合材料，其机械性能大幅度提高。
③作为陶瓷基的增强材料。
RZ．Ma等用热压法制备了碳纳米管／纳米碳化硅陶瓷基复合材料，其抗弯强度和断裂韧性比同样条件下制备的纳米碳化硅陶瓷提高了l0％。
利用碳纳米管具有极好的导电特性、电致发光等其他性能，可制备功能复合材料。
Curran等[38]将少量多壁碳纳米管掺入到共轭发光聚合物中得到了碳纳米管／聚合物复合材料，电导比原聚合物的提高了8个数量级，较小的电流密度就可使之发出荧光。
Sandier等[3们将0.1Vol％碳纳米管掺入到环氧树脂中，可使复合材料的电导率达到10-2S·m-1可将其用作防静电材料，这种导电性碳纳米管复合材料有望用于汽车车体上。
另外，将经化学修饰的碳纳米管衍生物与聚合物共混纺制碳纳米管复合纤维，其不仅具有导电或抗静电性，还具有高的强度和模量，该类复合纤维可望应用于轻便且刀枪不入的装甲和防弹背心或服装材料。
4．5储氢材料
碳纳米管由于具有独特的纳米级尺寸、中空结构和更大的比表面积等特点，使其成为最有潜力的储氢材料，成为当前的研究热点。
我国在碳纳米管的储氢性能上的研究已走在世界前列。
成会明等[40]提出一种氢等离子电弧方法，制备出大量高纯度的单壁碳纳米管，可在常温下储存氢气。
研究发现，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。
碳纳米管是一种极具发展前途的储氢材料，有望推动和促进氢能利用，特别是有望推动氢能燃料电池汽车的早日实现。
4．6锂离子电池电极材料
目前，应用意义重大的锂离子电池正朝高能量密度方向发展，这就必须要寻找一种合适的电极材料，使得电池具有足够高的锂嵌入量和很好的锂脱嵌可逆性，以保证电池具有高电压、大容量和长循环寿命。
碳纳米管的特殊结构使它可能成为一种优良的锂离子电池负极材料。
其大的层间距使锂离子更容易嵌入脱出，筒状结构在多次充放电循环后不会塌陷，可以大大提高锂离子电池的性能和寿命。
李志杰等[41]将碳纳米管掺入到石墨材料中用作锂离子电池电极材料，二者形成许多纳米级微孔，为锂离子提供了更多的嵌入脱出空间，从而提高了可逆容量，同时也增强了材料的导电性。
这种电极材料首次可逆容量341.8mA·h／g，循环10次后可逆容量保持率为94.5％。
4．7超级电容器电极材料
超级电容器在移动通讯、信息技术、电动汽车、航空航天和国防科技等方面具有极其重要和广阔的应用。
现在科学家们正在努力寻找一种电极材料能使得复合电容器同时具有较高的能量和功率密度。
很多学者用碳纳米管取代活性碳作为电极材料，已经取得了一些研究成果。
梁逵等[42]研究了硝酸改性处理的碳纳米管作电极，所得超级电容器的质量比电容达到69F/g，同时这种电容器具有良好的频率响应特性。
马仁志等[43]通过不同工艺手段制备了碳纳米管电极，以这种电极为基础的电容器体积比电容达到107F/cm3，说明碳纳米管是超级电容器的理
想电极材料。
4．8催化剂材料
碳纳米管由于量子效应使其具有特异性催化和光催化等性质，使人们对其在催化化学中的应用产生极大兴趣。
目前，碳纳米管直接用来作为催化剂的例子并不多，Lou等[443将比表面积为180m2／g的碳纳米管直接应用于NQ的催化还原在573K获得8％的NO转化率，当温度升至873K可得到100％的N0转化率。
这是有关纳米材料量子效应在催化化学中一个成功的应用例子。
由于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。
碳纳米管～旦在催化化学上获得应用，就能极大地提高反应的活性和选择性，有望产生巨大的经济效益。
4．9特殊吸附材料
水中有很多微量的重金属元素或有机物对人体非常有害，常规的吸收剂很难满足要求，碳纳米管优良的吸附能力为这一领域提供了新的前景。
Long等[451的实验表明，碳纳米管对二氧化芑吸附能力比活性碳有显著提高。
王曙光等[46]最近报导了碳纳米管优异的除铅能力，发现在同等条件下，碳纳米管的吸附量比活性碳高1倍。
碳纳米管优良的吸附能力使其可以成为良好的微污染吸附剂，在环境保护中将有极大的应用前景。
4．10吸波材料
碳纳米管有优良的吸波性能，同时具有质量轻、兼容性好、吸波频带宽等特点，是新一代最具发展潜力的吸波材料。
曹茂盛等E47]制备的添加8wt％碳纳米管的吸波材料在8～40GHz波段有明显的吸收。
随材料厚度的增加，吸收峰移14GHz，向低频移动。
厚度为5.5mm的吸波试样，对应于频率为10GHz的反射率为-8dB。
刘云芳等[48]采用竖式催化裂化解法制备出碳纳米管，然后采用KOH进行活化，使碳纳米管的比表面积从24．5m2／g提高到360．1m2／g，而且碳纳米管的各种类型的空结构都得到增加；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。
六国内外最新研究现状及展望
目前，各国在实验上对碳纳米管的研究方兴未艾，并都取得了一定的成就，美国发明了纳米秤，日本制成了铂填充的碳纳米管，德国制备出直径为lnm的碳纳米管。
我国个别研究成果虽然走在了世界最前沿，如合成出世界最长的碳纳米管、高质量碳纳米管储氢的研究等，但在纳米科技领域的总体水平与美日欧相比，差距还很大。
目前，各国面临以下两个共同问题，使得碳纳米管不能真正得到工业应用。
①如何实现高质量碳纳米管的连续批量工业化生产。
碳纳米管制备现状大致是：
多壁碳纳米管能较大量生产，单壁碳纳米管多数处于实验室研制阶段，某些制备方法得到的碳纳米管生长机理还不明确，对碳纳米管的结构（管径、管长、螺旋度、壁厚、管表面石墨碳的结晶度等）还不能做到任意调节和控制，影响碳纳米管的产量、质量及产率的因素太多（如催化剂颗粒的大小、碳源的种类、温度、混合气体的种类及比例等），使制得的碳纳米管都存在杂质高、产率低等缺点，还没有高效的纯化碳纳米管的方法。
②如何更深入研究碳纳米管实际应用问题。
例如，在常温常压下如何
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