产品分类及应用

碳纳米材料是一个庞大的碳同素异形体家族，按材料尺寸划分，可分为零维碳纳米材料，一维碳纳米材料，二维碳纳米材料系列产品。

图1 不同维度的碳纳米材料示意图^[1]

<零维碳纳米材料>

零维碳纳米材料是指在三个维度上均处于纳米尺度的碳材料，主要有富勒烯及类富勒烯的C_n结构碳纳米材料、纳米金刚石、以及碳纳米点等。富勒烯是最早发现的零维碳纳米材料。由于其尺度的特殊性，富勒烯表现出了许多不同于宏观碳材料的性能。例如由于其具有缺电子烯烃的性质，其在催化领域有着重要的作用，不论是自身作为催化剂^[2-3]，还是经其他物质修饰、掺杂之后作催化剂或是其衍生物做催化剂^[4-5]，均有良好的催化作用。

图2  C₆₀修饰氧化石墨烯催化膜用于水处理^[6]

^{<一维碳纳米材料>}

一维碳纳米材料是指在两个维度上、均在纳米尺度范围内的碳材料，包括但不局限于碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米卷、碳纳米棒等材料。碳纳米管（Carbon Nanotubes,CNTs）是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空的管体，其具备许多优异的物理和化学特性，被广泛应用于诸多领域。例如在能源领域，碳纳米管作为锂离子电池负极材料，具有较高的比容量、较好的循环性能^[7]，常被用于电池材料相关研究中。在催化领域，碳纳米管及表面官能团处理的碳纳米管是很好的多相催化、光电催化以及光催化剂^[8]，此外，碳纳米管还在降解工业污染物、费托合成、光电分解水等方面都具有重要的作用。

图3 基于原位生长CNT制备的大面积数字电子设备^[9]

阿拉丁不仅提供单壁碳纳米管（SWCNT）、多壁碳纳米管（MWCNTs）等一系列产品，还提供包括丙烯腈碳纤维和沥青碳纤维两类碳纤维。碳纤维质轻于铝而强力高于钢，它的比重是铁的1/4，强力是铁的10倍，除了有高超的强力外，其化学性能非常稳定，耐腐蚀性高，同时耐高温和低温、耐辐射、消臭。阿拉丁碳纤维也有众多选择。

^{<二维碳纳米材料>}

二维碳纳米材料是指仅有一个维度在纳米尺寸范围内的碳材料，最典型的二维碳纳米材料即为石墨烯。石墨烯独特的结构使其显示出许多特殊的物理和化学性能，例如由于其结构稳定，电子传输速率快，电学性质优异，因此可以作为一种很好的电极材料，对锂离子电池、锂硫电池、超级电容器等化学电源的容量等性能有重要的影响^[10]。近年来，人们已经很少使用纯石墨烯作为电极材料，而将其进行氧化或者是与金属氧化物进行复合^[11]，例如将氧化石墨烯与Mn₃O₄复合制备的多孔结构的电极材料用于超级电容器，所制备的电容器不仅可以弯折，能量密度也得到了提升^[12]。

图4 氧化石墨烯制备电极材料用于微型超级电容器^[12]

阿拉丁石墨烯相关产品包含石墨烯和氧化石墨烯两种，产品形态包含固体及各类溶剂分散液，可以满足各类需求。

其它相关产品

除以上较为典型的碳纳米材料之外，阿拉丁还提供纳米多孔碳材料，后者可应用于电化学双层电容器、催化载体、有机生物分子吸附载体、高灵敏生物传感器电极、太阳能电池等前沿领域进行研究。

^{<阿拉丁碳纳米系列产品>}

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参考文献

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