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超薄双壁碳纳米管的模板定向生长

DOI：10.1039/c8nr06925e 期刊：Nanoscale 出版年份：2018 更新时间：2025-11-14 15:16:37
摘要： 双壁碳纳米管（DWCNTs）兼具多壁（MW-）和单壁（SW-）碳纳米管的优点，可通过将富勒烯、二茂铁等前驱体转化为以单壁碳纳米管为模板的内层细碳管来制备。但该方法存在局限性：DWCNT产率受填充效率（取决于填充分子类型）、单壁碳纳米管开口切割工艺及宿主管直径的显著影响，因而无法适用于所有类型的单壁碳纳米管模板。本研究展示了一种普适性合成超薄DWCNTs的新途径——通过使单壁碳纳米管在真空高温环境中保持稳定来实现。该方法无需使用任何前驱体，适用于包括金属态分选在内的各类单壁碳纳米管，其碳源来自重构的单壁碳纳米管及残留碳。所得DWCNTs具有高质量特性，内层管的产率与二茂铁/富勒烯豌豆荚转化法制备的DWCNTs相当甚至更高。
作者： Lei Shi，Ute Kaiser，Paola Ayala，Thomas Pichler
机构： University of Vienna, Faculty of Physics，Ulm University, Central Facility for Electron Microscopy
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种通用方法，以单壁碳纳米管（SWCNTs）为模板合成超薄双壁碳纳米管（DWCNTs），且无需额外碳前驱体。

研究成果

在真空中对单壁碳纳米管进行高温退火是合成高产率、窄直径分布双壁碳纳米管的通用方法。该工艺无需额外碳源，可制备出高质量的超薄双壁碳纳米管。

研究不足

该方法受限于内管形成所需的狭窄温度窗口（1400-1550°C）以及对宿主单壁碳纳米管直径的依赖性。

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