主要阐述了近年来国内外对碳纳米管(CNTs)进行短切处理的物理法(球磨法和超声波粉碎法)、化学法(液相氧化法和固相氧化法)以及联合法(电子诱导切割法、球磨液相氧化切割法和多步控制法)的研究进展; 重点针对各种短切方法的基本原理作了简明的解释和比较, 并对其今后的研究方向进行了展望。

所属栏目

综述

收稿日期

2013/11/142014/5/16

作者单位

张文忠:昆明理工大学冶金与能源工程学院, 昆明 650000
蔡晓兰:昆明理工大学冶金与能源工程学院, 昆明 650000
周蕾:昆明理工大学冶金与能源工程学院, 昆明 650000
王子阳:昆明理工大学冶金与能源工程学院, 昆明 650000
李铮:昆明理工大学冶金与能源工程学院, 昆明 650000
易峰:昆明理工大学冶金与能源工程学院, 昆明 650000
余明俊:昆明理工大学冶金与能源工程学院, 昆明 650000

备注

张文忠(1989-), 男, 福建南平人, 硕士研究生。

引用该论文:

ZHANG Wen-zhong,CAI Xiao-lan,ZHOU Lei,WANG Zi-yang,LI Zheng,YI Feng,YU Ming-jun.Research Progress on Carbon Nanotubes Cutting Technologies[J].Materials for mechancial engineering,2014,38(9):6～11
张文忠,蔡晓兰,周蕾,王子阳,李铮,易峰,余明俊.碳纳米管短切技术的研究进展[J].机械工程材料,2014,38(9):6～11

参考文献

【1】

IIJIMA S. Helical microtubules of graphitic carbon［J］.Nature,1991,354:56-58.

【2】

BAUGMAN R H, ZAKHIDOV A A, DE HEER W A. Carbon nanotubes-the route toward applications［J］.Science,2002,297:787-792.

【3】

朱长纯,刘兴辉.碳纳米管场致发射特性的研究［J］.机械工程材料,2004,28(7):45-47.

【4】

DEKKER C. Carbon nanotubes as molecular quantum wires［J］.Physics Today,1999,52(5):22-30.

【5】

HONE J, WHITNEY M, PISKOTI C, et al. Thermal conductivity of single-walled carbon nanotubes［J］.Physical Review:B,1999,59(4):2514- 2516.

【6】

FRACKOWIAK E, GAUTIER S, GAUCHER H, et al. Electrochemical storage of lithium in multiwalled carbon nanotubes［J］.Carbon,1999,37(1):61-69.

【7】

KOMATSU K, MURATA M, MURATA Y. Encapsulation of molecular hydrogen in fullerene C60 by organic synthesis［J］.Science,2005,307:238-240.

【8】

RINZLER A G, HAFNER J H, NIKOLAEV P, et al. Unraveling nanotubes: field emission from an atomic wire［J］.Science,1995,269:1550-1550.

【9】

QIAN D, DICKEY E C. In-situ transmission electron microscopy studies of polymer-carbon nanotube composite deformation［J］.Journal of Microscopy,2001,204(1):39-45.

【10】

杨益,杨盛良.碳纳米管增强金属基复合材料的研究现状及展望［J］.材料导报,2007,21(S1):182-184.

【11】

RASTOGI R, KAUSHAL R, TRIPATHI S K, et al. Comparative study of carbon nanotube dispersion using surfactants［J］.Journal of Colloid and Interface Science,2008,328(2):421-428.

【12】

易国军, 陈小华, 蒋文忠, 等.碳纳米管的表面改性与镍的包覆［J］.中国有色金属学报, 2004,14(3):479-483.

【13】

陈传盛,刘天贵,陈小华, 等.碳纳米管的表面修饰及其应用［J］.机械工程材料,2007,31(11):1-5.

【14】

SUBRAMANIAM K, DAS A, SIMON F, et al. Networking of ionic liquid modified CNTs in SSBR［J］.European Polymer Journal,2012,49(2):345-352.

【15】

GAO B, BOWER C, LORENTZEN J D, et al. Enhanced saturation lithium composition in ball-milled single-walled carbon nanotubes［J］.Chemical Physics Letters,2000,327(1):69-75.

【16】

CHEN L, PANG X, ZHANG Q, et al. Cutting of carbon nanotubes by a two-roller mill［J］.Materials Letters,2006,60(2):241-244.

【17】

孟振强, 刘如铁, 熊拥军, 等. 球磨方式对多壁碳纳米管形貌和结构的影响［J］.中国有色金属学报,2012,22(12):3421-3426.

【18】

PIERARD N, FONSECA A, KONYA Z, et al. Production of short carbon nanotubes with open tips by ball milling［J］.Chemical Physics Letters,2001,335(1):1-8.

【19】

陈永,刘畅,成会明.多壁纳米碳管的超声短切处理［J］.炭素技术,2007,26(5): 20-23.

【20】

刘博,刘云芳,迟伟东,等.不同碱和酸处理对碳纳米管结构和形貌的影响［J］.炭素技术, 2008,27(4):1-6.

【21】

贾士强,张琳,张立旻,等.定向多壁碳纳米管纯化研究［J］.纤维复合材料,2007(4): 40-44.

【22】

TRAN M Q, TRIDECH C, ALFREY A, et al. Thermal oxidative cutting of multi-walled carbon nanotubes［J］.Carbon,2007,45(12):2341-2350.

【23】

RAUWALD U, SHAVER J, KLOSTERMAN D A, et al. Electron-induced cutting of single-walled carbon nanotubes［J］.Carbon,2009,47(1):178-185.

【24】

REN F, KANAAN S A, KHALKHAL F, et al. Controlled cutting of single-walled carbon nanotubes and low temperature annealing［J］.Carbon,2013,63:61-70.

【25】

WANG X X, WANG J N. Preparation of short and water-dispersible carbon nanotubes by solid-state cutting［J］.Carbon,2008,46(1):117-125.

【26】

张婵,郑爽英.超声空化效应及其应用［J］.水资源与水工程学报,2009,20(1):136-138.

【27】

SUSLICK K S. The chemical effects of ultrasound［J］.Scientific American,1989,260(2):80-86.

【28】

LIU Y, SHEN Z, YOKOGAWA K. Investigation of preparation and structures of activated carbon nanotubes［J］.Materials Research Bulletin,2006,41(8):1503-1512.

【29】

TRAN M Q, TRIDECH C, ALFREY A, et al. Thermal oxidative cutting of multi-walled carbon nanotubes［J］.Carbon, 2007,45(12):2341-2350.

【30】

AN K H, PARK K A, HEO J G, et al. Structural transformation of fluorinated carbon nanotubes induced by in situ electron-beam irradiation［J］.Journal of the American Chemical Society,2003,125(10):3057-3061.

【31】

BANHART F. Irradiation effects in carbon nanostructures［J］.Reports on Progress in Physics,1999,62(8):1181-1221.

【32】

RAUWALD U, SHAVER J, KLOSTERMAN D A, et al. Electron-induced cutting of single-walled carbon nanotubes［J］.Carbon,2009,47(1):178-185.

【33】

CHEN Z, ZIEGLER K J, SHAVER J, et al. Cutting of single-walled carbon nanotubes by ozonolysis［J］.The Journal of Physical Chemistry: B,2006,110(24):11624-11627.

【34】

YUZVINSKY T D, FENNIMORE A M, MICKELSON W, et al. Precision cutting of nanotubes with a low-energy electron beam［J］.Applied Physics Letters,2005,86(5):053109-053109-3.

【35】

WANG X X, WANG J N. Preparation of short and water-dispersible carbon nanotubes by solid-state cutting［J］.Carbon,2008,46(1):117-125.