탄소나노튜브 그래핀 시트의 층 수에 따라 단일벽 탄소나노튜브와 다중벽 탄소나노튜브로 간단히 분류됩니다. 이 둘의 차이점은 주로 다음에 반영됩니다.

1. 시차를 발견하다
1991년 일본 NEC Corporation 기초연구소 전자현미경 전문가 리지마가 고해상도 투과전자현미경으로 C60 구조를 관찰하다 우연히 지름 4~30nm, μm, 그리고 튜브 벽의 흑연 구조. 다층 탄소 분자, 이것은 오늘날 널리 우려되는 탄소 나노튜브입니다. 그러나 당시 리지마가 발견한 것은 단일벽 탄소나노튜브가 아니었다. 최소 레이어 수는 2개이며 이중벽 탄소 나노튜브라고 합니다. 1993년 NEC와 IBM의 연구팀은 단일층 탄소나노튜브(SWCNT)를 동시에 합성하는 데 성공했다. 그림 1

2. 다른 구조
다층 탄소 나노튜브는 탄소 원자의 여러 육각형 격자의 동축 원통형 표면 슬리브로 구성된 속이 빈 작은 튜브인 반면, 단일벽 탄소 나노튜브는 단 하나의 탄소 원통형 표면으로 구성됩니다. 이 관형 구조의 벽은 흑연 시트와 유사한 육각 격자로 구성됩니다. 육각 격자의 교차점은 탄소 원자가 위치한 곳이며 각 탄소 원자는 주변 탄소 원자에 인접해 있습니다. 동시에 튜브의 양쪽 끝(엔드 캡)은 오각형 탄소 링으로 구성된 다각형 구조로 닫힙니다.

3. 다양한 준비 방법
단일벽 탄소나노튜브는 엄청난 잠재적인 응용 가능성을 가지고 있으며 단일벽 탄소나노튜브에 대한 연구는 큰 진전을 이루었지만 단일벽 탄소나노튜브의 대규모 생산 및 제어 가능한 성장은 아직 실현되지 않았습니다. Hongwu Nano는 대규모 기술로 나아가고 있습니다. 기초 연구 및 응용 연구의 지속적인 심화 및 확장으로 단일 벽 탄소 나노 튜브에 대한 수요가 점점 더 커지고 구조에 대한 요구 사항이 점점 더 높아질 것입니다. 단일벽 탄소나노튜브의 대규모 생산을 실현하는 방법 단일벽 탄소나노튜브의 직경, 길이 및 나선을 제어하는 ​​방법은 Hongwu의 나노기술 R&D 부서에서 연구의 초점이 되었습니다. 단일벽 탄소나노튜브를 제조하는 현재의 방법은 주로 아크 방전, 화학기상증착(CVD) 및 레이저 증발을 포함한다.
다중벽 탄소나노튜브의 주요 합성 방법은 화학 기상 증착입니다. 기본 원리는 탄소원(C6H6, C2H2, C2H4)을 함유한 가스가 촉매 표면 위로 흐를 때 분해되어 탄소나노튜브를 생성한다는 것이다.

4. 다른 정화
단일벽 탄소나노튜브와 다중벽 탄소나노튜브는 특성이 다르기 때문에 정제 방법도 다르며, 제조 방법과 시험 조건에 따라 불순물이 유입되기 때문에 특정 제조 방법에 따라 정제 방법도 다릅니다. 크게 물리적 방법과 화학적 방법으로 나눌 수 있습니다. 현재 가장 실현 가능한 물리적 방법은 여과법이다. 화학적 정제 방법에는 주로 기상 산화, 액상 산화 등이 포함됩니다.

단일벽 탄소나노튜브의 정제
탄소나노튜브는 일반적으로 아크방전(arc discharge), 레이저증발(laser vapor), 촉매열분해(catalytic pyrolysis)에 의해 제조되며, 제조된 제품에는 정제가 필요한 비정질 탄소, 촉매 등의 불순물이 함유되어 있다. 정제 방법에는 일반적으로 물리적 및 화학적 방법이 있습니다. 다른 준비 방법의 경우 정제 방법도 다릅니다. 예를 들어, 아크 방전법에 의해 제조된 단일벽 탄소 나노튜브의 원래 샘플의 순도는 약 50%이고 불순물은 주로 비정질 탄소, 금속 촉매 및 흑연 입자를 포함합니다. 포함된 불순물의 경우 다음과 같은 정제 방법이 있습니다.
(1) 단일벽 탄소나노튜브 샘플을 알코올에 24시간 동안 담가 샘플의 유기 불순물을 제거합니다.
(2) 침지된 단일벽 탄소나노튜브 시료를 3MHNO3 용액으로 30시간 동안 환류 및 비등시켜 단일벽 탄소나노튜브에 부착된 탄소 입자 및 비정질 탄소를 스트립 산화시킴과 동시에 금속 촉매 제거를 목적으로 함 샘플의 입자 ;
(3) 30% H2O2에서 샘플을 끓임: 샘플에 잔류 탄소 불순물을 추가로 산화시키기 위해 15분 동안; (4) pH 10~11의 NaOH 용액에 시료를 넣고 초음파로 2시간 동안 진동시킨 후 수소와 산소를 이용하여 뿌리 이온과 탄소질 조각의 결합으로 두 단계에서 생성된 탄소질 조각을 벗겨낸다. 및 (3) 탄소 튜브 다발의 표면 위에 부착되어 표면이 깨끗한 단일벽 탄소 나노튜브 샘플을 얻는 단계; (5) ) Ar 분위기의 보호 하에 900°C에서 1시간 동안 샘플을 가열합니다. 위의 각 단계가 완료되면 탈이온수로 샘플을 헹구고 중화되도록 하고 여과합니다.

위의 정제 방법. 단일벽 탄소나노튜브의 원래 샘플에서 비정질 탄소 및 금속 촉매 입자를 효과적으로 제거할 수 있습니다. 정제 된 샘플의 순도는 95 %를 초과 할 수 있으며 수율은 약 35 %이며 프로세스가 간단하고 시간이 덜 걸립니다.

5. 매개변수가 다릅니다.
나노 단일 벽 탄소 튜브, 외경 2 나노미터, 긴 튜브 5-20UM, 짧은 튜브 1-2UM. 순도 90.95%.
나노 이중벽 탄소 튜브, 외경은 2 나노미터, 긴 튜브는 5-20UM, 짧은 튜브는 1-2UM입니다. 순도는 90.95%입니다.
나노 다중벽 탄소 튜브, 외경 10-30 나노미터, 30-60 나노미터, 60-100 나노미터, 긴 튜브 5-15UM, 짧은 튜브 1-2UM. 순도 97-99%.

6. 다양한 애플리케이션
현재, SWCNT 단일벽 탄소나노튜브 전계 효과 트랜지스터, 단분자 소자, 다양한 화학적, 물리적, 생물학적 센서에 응용 가능성이 있으며 많은 결과를 얻었습니다.
MWCNT 다중벽 탄소나노튜브 촉매 담체, 나노 전자 부품, 전계 효과 방출 물질, 고분자 강화제 등에 주로 사용됩니다. 현재 SAT NANO는 대량 생산이 가능합니다.