碳纳米管的制备方法有哪些？现在让我们来看看。

电弧法制备碳纳米管

石墨电弧法是最早也是最典型的碳纳米管合成方法。其原理是电弧室内充入惰性气体进行保护，两个石墨棒电极靠得很近，将电弧拉起，然后拉开以保持电弧稳定。在放电过程中，阳极温度高于阴极温度，因此阳极石墨棒被连续消耗，含有碳纳米管的产物沉积在石墨阴极上。该方法具有简单、快速的特点，能够最大限度地石墨化碳纳米管，且管缺陷少。然而，缺点是：电弧放电严重，难以控制工艺和产品，并且组合物含有碳纳米颗粒、无定形碳或石墨碎片和其它难以分离的杂质。经过多年的研究，科研人员已经改进了这种方法。例如，Takizawa等人通过使用电弧放电方法改变催化剂镍和钇的比例来实现控制产品直径分布的目的。科尔伯特等人将普通阴极(大石墨电极)改为可冷却的铜电极，然后连接到石墨电极，从而大大改善了产品的外观和结构，并再次恢复了电弧法。

催化裂解制备碳纳米管

催化裂化法又称化学气相沉积法，是在催化剂的催化下，将烃类或含碳氧化物裂解而成。它的基本原理是混合有机气体(如乙炔、乙烯等。)用一定比例的氮气作为加压气体，并将其引入到事先已除去氧气的石英管中。在一定温度下，碳源在催化剂表面裂解形成碳源。碳源通过催化剂扩散，碳纳米管在催化剂的后表面生长，同时向前推动小的催化剂颗粒。直到催化剂颗粒全部被石墨层覆盖，碳纳米管的生长才结束。该方法具有反应过程易于控制、设备简单、原料成本低、生产规模大、收率高等优点。缺点是：反应温度低，碳纳米管层数多，石墨化度差，晶体缺陷多，对碳纳米管的力学性能和物理化学性能有不利影响。

离子或激光蒸发法制备碳纳米管

1996年，诺贝尔化学奖获得者之一的斯莫利研究小组首次通过激光蒸发合成了碳纳米管。此后，激光蒸发成为制备单壁碳纳米管的有效方法之一。在该方法中，含铁/镍(或钴/镍)的碳靶在氩气流中用双脉冲激光蒸发，制备直径分布在0.81 ~ 1.51 ~ 1.51nm的单壁碳纳米管。该方法制备的碳纳米管纯度达到70%-90%，基本不需要提纯，但设备复杂，能耗大，投资成本高。

碳纳米管的更多合成方法

近年来，研究者在改进传统制备技术的同时，探索和研究了一系列新的碳纳米管制备技术，包括水热法、火焰法、超临界流体技术、水下电弧法、固相热解法、太阳能法等。例如，Yamamoto等人在1996年通过在高真空(5.3310-3Pa)下用氩离子束辐照无定形碳获得了相对纯的碳纳米管。Chernozatonskii等人通过电子束蒸发涂覆在硅衬底上的石墨制备了规则排列的碳纳米管。Feldman等人通过电解碱金属卤化物制备了直径为30 ~ 50纳米的多壁碳纳米管。在碳纳米管产业化过程中，日本和美国一直处于领先地位。目前，中国的碳纳米管生产技术在世界上也有一定的优势。例如，深圳纳米孔公司拥有完全自主知识产权的流化床催化热解生产工艺和设备，清华大学、中国科学院等科研机构已经具备了一定的规模化条件