Nanotubos de carbono são simplesmente classificados de acordo com o número de camadas de folhas de grafeno: nanotubos de carbono de parede única e nanotubos de carbono de parede múltipla. A diferença entre os dois se reflete principalmente em:

1. Descubra a diferença de fuso horário
Em 1991, quando Li Ji-ma, um especialista em microscópio eletrônico do Laboratório de Pesquisa Básica da NEC Corporation, Japão, observou a estrutura C60 sob um microscópio eletrônico de transmissão de alta resolução, ele acidentalmente descobriu um diâmetro de 4-30 nm, um comprimento de μm e uma estrutura de grafite na parede do tubo. Moléculas de carbono multicamadas, estes são os nanotubos de carbono que estão amplamente envolvidos hoje. No entanto, o que Li Ji-ma descobriu na época não foram nanotubos de carbono de parede simples. O número mínimo de camadas é 2, chamadas de nanotubos de carbono de parede dupla. Em 1993, as equipes de pesquisa da NEC e da IBM sintetizaram com sucesso nanotubos de carbono de camada única (SWCNTs) ao mesmo tempo. figura 1

2. Estrutura diferente
Nanotubos de carbono multicamadas são pequenos tubos ocos construídos a partir de uma manga de superfície cilíndrica coaxial de múltiplas redes hexagonais de átomos de carbono, enquanto os nanotubos de carbono de parede única são compostos de apenas uma superfície cilíndrica de carbono. A parede dessa estrutura tubular é composta por grades hexagonais semelhantes a folhas de grafite. A interseção das grades hexagonais é onde os átomos de carbono estão localizados, e cada átomo de carbono é adjacente aos átomos de carbono circundantes. Ao mesmo tempo, ambas as extremidades do tubo (tampas) são fechadas por uma estrutura poligonal composta por anéis de carbono pentagonais.

3. Diferentes métodos de preparação
Nanotubos de carbono de parede única têm grandes perspectivas de aplicação potencial, e a pesquisa em nanotubos de carbono de parede única tem feito um grande progresso, mas a produção em grande escala e o crescimento controlável de nanotubos de carbono de parede única ainda não foram realizados. Hongwu Nano está avançando em direção à tecnologia em grande escala. Com o aprofundamento e a expansão contínuos da pesquisa básica e da pesquisa de aplicação, a demanda por nanotubos de carbono de parede única se tornará cada vez maior, e requisitos cada vez maiores serão colocados na estrutura. Como realizar a produção em grande escala de nanotubos de carbono de parede simples Como controlar o diâmetro, comprimento e helicidade de nanotubos de carbono de parede simples tornou-se o foco da pesquisa no departamento de nanotecnologia R & D de Hongwu. Os métodos atuais para a preparação de nanotubos de carbono de parede única incluem principalmente descarga de arco, deposição química de vapor (CVD) e evaporação a laser.
O principal método de síntese de nanotubos de carbono de paredes múltiplas é a deposição química de vapor. O princípio básico é que o gás que contém a fonte de carbono (C6H6, C2H2, C2H4) se decompõe ao fluir sobre a superfície do catalisador para produzir nanotubos de carbono.

4. Purificação diferente
As propriedades dos nanotubos de carbono de parede única e nanotubos de carbono de parede múltipla são diferentes, então seus métodos de purificação também são diferentes, e porque diferentes métodos de preparação e condições de teste introduzem impurezas diferentes, os métodos de purificação também diferem dependendo dos métodos de preparação específicos. Pode ser dividido em métodos físicos e métodos químicos. O método físico mais viável atualmente é o método de filtração. Métodos de purificação química incluem principalmente oxidação em fase gasosa, oxidação em fase líquida e assim por diante.

Purificação de nanotubos de carbono de parede única
Os nanotubos de carbono são geralmente preparados por descarga de arco, evaporação a laser e pirólise catalítica, e os produtos preparados contêm impurezas, como carbono amorfo e catalisadores, que precisam ser purificados. Os métodos de purificação geralmente incluem métodos físicos e químicos. Para diferentes métodos de preparação, os métodos de purificação também são diferentes. Por exemplo, a pureza da amostra original de nanotubos de carbono de parede simples preparados pelo método de descarga de arco é de cerca de 50% e as impurezas incluem principalmente: carbono amorfo, catalisadores de metal e partículas de grafite. Para as impurezas contidas, existem os seguintes métodos de purificação:
(1) Mergulhe a amostra de nanotubo de carbono de parede única em álcool por 24 horas para remover as impurezas orgânicas da amostra;
(2) A amostra de nanotubo de carbono de parede simples imersa foi submetida a refluxo e fervida com solução de 3MHNO3 por 30h, com o objetivo de retirar e oxidar as partículas de carbono e o carbono amorfo ligado ao nanotubo de carbono de parede simples e, ao mesmo tempo, remover o catalisador de metal partículas na amostra ；
(3) Ferver a amostra em H202 a 30%: por 15 minutos para oxidar ainda mais as impurezas de carbono residuais na amostra; (4) Colocar a amostra em uma solução de NaOH com pH de 10 a 11, oscilar ultrassonicamente por 2 horas e usar hidrogênio e oxigênio. A combinação de íons de raiz e fragmentos carbonáceos separa os fragmentos carbonáceos produzidos nas duas etapas (2) e (3) acima e ligado à superfície do feixe de tubos de carbono, obtendo assim uma amostra de nanotubo de carbono de parede única com uma superfície limpa; (5)) Aquecer a amostra a 900 ° C por 1h sob a proteção da atmosfera de Ar. Após a conclusão de cada uma das etapas acima, enxágue a amostra com água desionizada até a neutralidade e filtre.

O método de purificação acima. Ele pode remover com eficácia o carbono amorfo e as partículas de catalisador de metal na amostra original de nanotubos de carbono de parede única. A pureza da amostra purificada pode exceder 95%, o rendimento é de cerca de 35% e o processo é simples e menos demorado.

5. Os parâmetros são diferentes
Tubo de carbono de parede única nano, diâmetro externo de 2 nanômetros, tubo longo 5-20UM, tubo curto 1-2UM. Pureza 90,95%.
Tubo de carbono de parede dupla nano, o diâmetro externo é de 2 nanômetros, o tubo longo é de 5-20UM e o tubo curto é de 1-2UM. A pureza é de 90,95%.
Tubo de carbono de várias paredes nano, diâmetro externo de 10-30 nanômetros, 30-60 nanômetros, 60-100 nanômetros, tubo longo 5-15UM, tubo curto 1-2UM. Pureza 97-99%.

6. Diferentes aplicativos
Atualmente, Nanotubos de carbono de parede simples SWCNT têm aplicações potenciais em transistores de efeito de campo, dispositivos de molécula única e vários sensores químicos, físicos e biológicos, e muitos resultados foram alcançados.
Nanotubos de carbono de paredes múltiplas MWCNT são usados ​​principalmente em transportadores de catalisador, componentes nanoeletrônicos, materiais de emissão de efeito de campo, intensificadores de polímero, etc. Atualmente, SAT NANO pode ser produzido em massa.