納米紙之碳納米紙PPT

1、功能材料功能材料小小組成員：許峰組成員：許峰 林強(qiáng)林強(qiáng) 石先山石先山主講主講人：石先山人：石先山 1功能材料定義功能材料定義功能材料是指通過光、電、磁、熱、功能材料是指通過光、電、磁、熱、化學(xué)、生化等作用后具有特定功能化學(xué)、生化等作用后具有特定功能的材料。在國外，常將這類材料稱的材料。在國外，常將這類材料稱為功能材料（為功能材料（Functional MaterFunctional Mater- -ialsials）、特種材料（）、特種材料（Speciality Speciality MaterialsMaterials）或精細(xì)材料（）或精細(xì)材料（Fine Fine MaterialsMate

2、rials）。功能材料涉及面廣，）。功能材料涉及面廣，具體包括光、電功能，磁功能，分具體包括光、電功能，磁功能，分離功能，形狀記憶功能等等。這類離功能，形狀記憶功能等等。這類材料相對(duì)于通常的結(jié)構(gòu)材料而言，材料相對(duì)于通常的結(jié)構(gòu)材料而言，一般除了具有機(jī)械特性外，還具有一般除了具有機(jī)械特性外，還具有其他的功能特性。其他的功能特性。摘自摘自現(xiàn)代功能材料及其應(yīng)用現(xiàn)代功能材料及其應(yīng)用功能材料根據(jù)材料的特性特功能材料根據(jù)材料的特性特征和用途，可以將功能材料征和用途，可以將功能材料定義為：具有優(yōu)良的電學(xué)、定義為：具有優(yōu)良的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、力學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)功能及力學(xué)、化學(xué)

3、、生物學(xué)功能及其相互轉(zhuǎn)化的功能，被用于其相互轉(zhuǎn)化的功能，被用于非結(jié)構(gòu)目的的高技術(shù)材料。非結(jié)構(gòu)目的的高技術(shù)材料。摘自新型功能材料2功能材料的分類功能材料本身的范圍還沒有公認(rèn)的嚴(yán)格的界定，所以對(duì)它的分類就很難有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。比較常見的分類方法有：（1）按照材料的化學(xué)鍵化學(xué)鍵分類。分為功能性金屬材料、功能性無機(jī)非金屬材料、功能性有機(jī)材料和功能性復(fù)合材料。（2）按照材料物理性質(zhì)物理性質(zhì)分類。分為磁性材料、電性材料、光學(xué)材料、聲學(xué)材料、力學(xué)材料、化學(xué)功能材料等。（3）按照功能材料的應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域分類。分為電子材料、軍工材料、核材料、信息工業(yè)用材料、能源材料、醫(yī)學(xué)材料等。 選自選自功能材料學(xué)概論功能材料

4、學(xué)概論（1）根據(jù)材料的物質(zhì)性物質(zhì)性進(jìn)行分類金屬功能材料無機(jī)非金屬功能材料有機(jī)功能材料復(fù)合功能材料（2）根據(jù)材料的功能性功能性進(jìn)行分類按照材料的物理化學(xué)功能進(jìn)行分類，例如，按材料的主要使用性能大致可分為9大類型：電學(xué)功能材料磁學(xué)功能材料光學(xué)功能材料聲學(xué)功能材料力學(xué)功能材料熱學(xué)功能材料化學(xué)功能材料生物醫(yī)學(xué)功能材料核功能材料（3）根據(jù)材料的應(yīng)用性應(yīng)用性進(jìn)行分類按照功能材料應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行分類，主要可分為信息材料、電子材料、電工材料、電訊材料、計(jì)算機(jī)材料、傳感材料、儀器儀表材料、能源材料、航空航天材料、生物醫(yī)用材料。新型功能材料新型功能材料3新型新型碳納米紙?zhí)技{米紙國內(nèi)外研究進(jìn)國內(nèi)外研究進(jìn)展展選自選

5、自功能材料功能材料2014年第二期年第二期通過上面的介紹，大家初步認(rèn)識(shí)功能材料后，會(huì)不會(huì)感通過上面的介紹，大家初步認(rèn)識(shí)功能材料后，會(huì)不會(huì)感覺覺知識(shí)用時(shí)方恨少知識(shí)用時(shí)方恨少呢？呢？下面就請(qǐng)?jiān)试S我及我小組的同學(xué)帶領(lǐng)大家認(rèn)識(shí)一種科技前沿的新型下面就請(qǐng)?jiān)试S我及我小組的同學(xué)帶領(lǐng)大家認(rèn)識(shí)一種科技前沿的新型功能材料。功能材料。4納米紙定義從廣義上講, 納米紙是指利用一些納米材料(如納米晶體、納米微?；蚣{米纖維等) 通過一定的技術(shù)手段直接制備或與其它材料復(fù)合制備的一種宏觀上呈薄膜或薄板狀的二維片層材料。5納米紙的分類根據(jù)所選原料所選原料不同, 納米紙可以分為 以及 3大類。 有機(jī) - 無 機(jī) 復(fù) 合 納 米

6、紙 是 將 納 米 級(jí) 的 粘 土、 蛭石、 云母或 S i O 2 微 粒 等與 基 體 材 料 復(fù) 合 制 得 的 一種納米紙。 纖維素 納 米 紙 主 要 是 利 用 纖 維 素 及 其 衍 生物制得的一種納米紙。 碳納米紙?zhí)技{米紙( carbonnanopaper或 buckypaper ) 是以石墨 / 石墨烯、 納米碳纖維或碳 納米管等碳基納米 材 料 制備的一種成份單 一、 性 能良好的新型納米紙, 其含義類似于薄 膜。6初識(shí)碳納米紙?zhí)技{米紙是一種綜合性能良好、 應(yīng)用前景廣闊的碳基功能材料碳基功能材料。7碳納米紙的分類根據(jù)制備原制備原料料的不同, 碳納米紙可以進(jìn)一步分成3類: (

7、 1 )石墨/石墨烯及其氧化物或衍生物為原材料制備 ( 2 )以碳納米管 (單壁碳納米管、雙壁碳納米管和多壁碳納米管等)為原材料制備( 3 )以納米碳纖維為原材料制備納米8石墨 / 石墨烯類碳納米紙u石墨是由一層層蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而成。u石墨烯 則 是一個(gè)碳原子厚度的石墨單片層, 即石墨烯是石墨的結(jié)構(gòu)單元。u石墨/石墨烯具有優(yōu)良的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能, 其 氧 化 物 中 由 于 含 氧 官 能 團(tuán) 的 存在更易于通過化學(xué)改性來進(jìn)行功能化處理, 因此石墨 /石墨烯及其氧化物常被用于制備多功能的碳納米紙。9碳納米管紙u碳納米管具有典型的層狀中空結(jié)構(gòu), 是一種具 有特殊結(jié)構(gòu)( 徑向尺寸為納

8、米量級(jí), 軸向尺寸為微米量級(jí)) 的一維量子材料。它主要是由呈六邊形排列的碳原子構(gòu)成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管。由碳納米管制備的碳納米紙的性能更加突出, 兼具碳 納 米 管 的 力 學(xué) 性 能 和 物 理 化學(xué)性能外, 與聚合物形成復(fù)合材料過程中不會(huì)發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象。10納米碳纖維紙u納米碳纖維是一維結(jié)構(gòu)的納米碳材料。其直徑在納米級(jí)到微米級(jí)范圍, 長度為微米級(jí)到毫米級(jí), 長徑比在100以上。1112碳納米紙的制備方法制制 備備 原原 理理 是: 以小分子碳?xì)浠衔餅樵? 在高溫催化的條件下連續(xù)反應(yīng), 生成具有石墨或碳納米管結(jié)構(gòu) 的納米碳材料, 得到的納米碳材料連續(xù)不斷地沉積在 接收平板上, 待反應(yīng)結(jié)束

9、 即得到致密的碳納米紙。該方法是將穩(wěn)定的納米碳材料懸浮液通過 分散、過濾和熱干燥處理等過程來進(jìn)行的。13碳納米紙的應(yīng)用 電池及超級(jí)電容電池及超級(jí)電容器器碳納米紙因其化學(xué)穩(wěn)定性高、導(dǎo)電性 能好等優(yōu)點(diǎn)成為制備高性能電池的目 標(biāo)材料。 電子組電子組件件碳納米紙的物理化學(xué)性能優(yōu)于一般的 材料,常被用作電子組件。 化學(xué)過濾化學(xué)過濾膜膜膜材料是材料領(lǐng)域中極為重要的一類功能材料。碳納米紙既擁有碳材料的優(yōu)良性能,又兼具膜材料的結(jié)構(gòu),因此常被 當(dāng)作一種膜材料來使用。 復(fù)合材料增強(qiáng)體復(fù)合材料增強(qiáng)體碳納米紙是由納米碳材料鋪疊成的薄膜,其機(jī)械強(qiáng)度和力學(xué)性能不發(fā)生變化, 而且尺寸可以隨著制作工藝的要求改 變,在復(fù)合材料中可以有效避免團(tuán)聚現(xiàn)象。14151、了解功能材料定義、分類；、了解功能