Citation: Zhang Shuchen, Zhang Na, Zhang Jin. Controlled Synthesis of Carbon Nanotubes: Past, Present and Future[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2020, 36(1): 190702. doi: 10.3866/PKU.WHXB201907021
碳纳米管可控制备的过去、现在和未来
English
Controlled Synthesis of Carbon Nanotubes: Past, Present and Future

-
Key words:
- Carbon nanotubes
- / Structure
- / Properties
- / Controlled synthesis
- / Industrialization
- / Killer application
-
-
[1]
Iijima, S. Nature 1991, 354, 56. doi: 10.1038/354056a0
-
[2]
Peng, B.; Locascio, M.; Zapol, P.; Li, S.; Mielke, S. L.; Schatz, G. C.; Espinosa, H. D. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 626. doi: 10.1038/nnano.2008.211
-
[3]
Jin, S. H.; Dunham, S. N.; Song, J.; Xie, X.; Kim, J. H.; Lu, C.; Islam, A.; Du, F.; Kim, J.; Felts, J.; et al. A. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 347. doi: 10.1038/nnano.2013.56
-
[4]
Gong, K.; Du, F.; Xia, Z.; Durstock, M.; Dai, L. Science 2009, 323, 760. doi: 10.1126/science.1168049
-
[5]
Baughman, R. H.; Zakhidov, A. A.; de Heer, W. A. Science 2002, 297, 787. doi: 10.1126/science.1060928
-
[6]
Chou, T. W.; Gao, L.; Thostenson, E. T.; Zhang, Z.; Byun, J. H. Compos. Sci. Technol. 2010, 70, 1. doi: 10.1016/j.compscitech.2009.10.004
-
[7]
De Volder, M. F. L.; Tawfick, S. H.; Baughman, R. H.; Hart, A. J. Science 2013, 339, 535. doi: 10.1126/science.1222453
-
[8]
Qiu, C.; Zhang, Z.; Xiao, M.; Yang, Y.; Zhong, D.; Peng, L. M. Science 2017, 355, 271. doi: 10.1126/science.aaj1628
-
[9]
Appenzeller, J.; Lin, Y. M.; Knoch, J.; Avouris, P. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 196805. doi: 10.1103/PhysRevLett.93.196805
-
[10]
Franklin, A. D.; Luisier, M.; Han, S. J.; Tulevski, G.; Breslin, C. M.; Gignac, L.; Lundstrom, M. S.; Haensch, W. Nano Lett. 2012, 12, 758. doi: 10.1021/nl203701g
-
[11]
An, K. H.; Kim, W. S.; Park, Y. S.; Moon, J. M.; Bae, D. J.; Lim, S. C.; Lee, Y. S.; Lee, Y. H. Adv. Funct. Mater. 2001, 11, 387. doi: 10.1002/1616-3028(200110)11:5 < 387::AID-ADFM387 > 3.0.CO; 2-G
-
[12]
Sotowa, C.; Origi, G.; Takeuchi, M.; Nishimura, Y.; Takeuchi, K.; Jang, I. Y.; Kim, Y. J.; Hayashi, T.; Kim, Y. A.; Endo, M.; et al. ChemSusChem 2008, 1, 911. doi: 10.1002/cssc.200800170
-
[13]
Niu, C.; Sichel, E. K.; Hoch, R.; Moy, D.; Tennent, H. Appl. Phys. Lett. 1997, 70, 1480. doi: 10.1063/1.118568
-
[14]
Kim, P.; Shi, L.; Majumdar, A.; McEuen, P. L. Phys. Rev. Lett. 2001, 87, 215502. doi: 10.1103/PhysRevLett.87.215502
-
[15]
Balandin, A. A.; Ghosh, S.; Bao, W.; Calizo, I.; Teweldebrhan, D.; Miao, F.; Lau, C. N. Nano Lett. 2008, 8, 902. doi: 10.1021/nl0731872
-
[16]
Franklin, A. D. Science 2015, 349, 6249. doi: 10.1126/science.aab2750
-
[17]
Dresselhaus, M. S.; Dresselhaus, G.; Saito, R. Carbon 1995, 33, 883. doi: 10.1016/0008-6223(95)00017-8
-
[18]
Chen, Y.; Zhang, J. Acc. Chem. Res. 2014, 47, 2273. doi: 10.1021/ar400314b
-
[19]
Chen, Y.; Zhang, Y.; Hu, Y.; Kang, L.; Zhang, S.; Xie, H.; Liu, D.; Zhao, Q.; Li, Q.; Zhang, J. Adv. Mater. 2014, 26, 5898. doi: 10.1002/adma.201400431
-
[20]
Zhang, R.; Zhang, Y.; Wei, F. Acc. Chem. Res. 2017, 50, 179. doi: 10.1021/acs.accounts.6b00430
-
[21]
Wang, H.; Yuan, Y.; Wei, L.; Goh, K.; Yu, D.; Chen, Y. Carbon 2015, 81, 1. doi: 10.1016/j.carbon.2014.09.063
-
[22]
Yang, F.; Wang, X.; Li, M.; Liu, X.; Zhao, X.; Zhang, D.; Zhang, Y.; Yang, J.; Li, Y. Acc. Chem. Res. 2016, 49, 606. doi: 10.1021/acs.accounts.5b00485
-
[23]
Li, Y.; Kim, W.; Zhang, Y.; Rolandi, M.; Wang, D.; Dai, H. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 11424. doi: 10.1021/jp012085b
-
[24]
An, L.; Owens, J. M.; McNeil, L. E.; Liu, J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13688. doi: 10.1021/ja0274958
-
[25]
Zhang, R.; Zhang, Y.; Zhang, Q.; Xie, H.; Qian, W.; Wei, F. ACS Nano 2013, 7, 6156. doi: 10.1021/nn401995z
-
[26]
Kang, L.; Zhang, S.; Li, Q.; Zhang, J. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 6727. doi: 10.1021/jacs.6b03527
-
[27]
Zhang, S.; Kang, L.; Wang, X.; Tong, L.; Yang, L.; Wang, Z.; Qi, K.; Deng, S.; Li, Q.; Bai, X.; et al. Nature 2017, 543, 234. doi: 10.1038/nature21051
-
[28]
Moisala, A.; Nasibulin, A. G.; Brown, D. P.; Jiang, H.; Khriachtchev, L.; Kauppinen, E. I. Chem. Eng. Sci. 2006, 61, 4393. doi: 10.1016/j.ces.2006.02.020
-
[29]
Zhang, Q.; Huang, J. Q.; Zhao, M. Q.; Qian, W. Z.; Wei, F. ChemSusChem 2011, 4, 864. doi: 10.1002/cssc.201100177
-
[30]
Iijima, S.; Ichihashi, T. Nature 1993, 363, 603. doi: 10.1038/363603a0
-
[31]
Hayashi, T.; Kim, Y. A.; Matoba, T.; Esaka, M.; Nishimura, K.; Tsukada, T.; Endo, M.; Dresselhaus, M. S. Nano Lett. 2003, 3, 887. doi: 10.1021/nl034080r
-
[32]
Zhang, C.; Bets, K.; Lee, S. S.; Sun, Z.; Mirri, F.; Colvin, V. L.; Yakobson, B. I.; Hauge, R. H. ACS Nano 2012, 6, 6023. doi: 10.1021/nn301039v
-
[33]
Hou, P. X.; Li, W. S.; Zhao, S. Y.; Li, G. X.; Shi, C.; Liu, C.; Cheng, H. M. ACS Nano 2014, 8, 7156. doi: 10.1021/nn502120k
-
[34]
Chen, Y.; Shen, Z.; Xu, Z.; Hu, Y.; Xu, H.; Wang, S.; Guo, X.; Zhang, Y.; Peng, L.; Ding, F.; et al. Nat. Commun. 2013, 4, 2205. doi: 10.1038/ncomms3205
-
[35]
Kang, L.; Hu, Y.; Liu, L.; Wu, J.; Zhang, S.; Zhao, Q.; Ding, F.; Li, Q.; Zhang, J. Nano Lett. 2015, 15, 403. doi: 10.1021/nl5037325
-
[36]
Zhang, S.; Tong, L.; Hu, Y.; Kang, L.; Zhang, J. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 8904. doi: 10.1021/jacs.5b05384
-
[37]
Zhang, Q.; Huang, J. Q.; Qian, W. Z.; Zhang, Y. Y.; Wei, F. Small 2013, 9, 1237. doi: 10.1002/smll.201203252
-
[38]
Hu, Y.; Kang, L.; Zhao, Q.; Zhong, H.; Zhang, S.; Yang, L.; Wang, Z.; Lin, J.; Li, Q.; Zhang, Z.; et al. Nat. Commun. 2015, 6, 6099. doi: 10.1038/ncomms7099
-
[39]
Hata, K.; Futaba, D. N.; Mizuno, K.; Namai, T.; Yumura, M.; Iijima, S. Science 2004, 306, 1362. doi: 10.1126/science.1104962
-
[40]
Sun, D. M.; Timmermans, M. Y.; Tian, Y.; Nasibulin, A. G.; Kauppinen, E. I.; Kishimoto, S.; Mizutani, T.; Ohno, Y. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 156. doi: 10.1038/nnano.2011.1
-
[41]
Du, R.; Zhao, Q.; Zhang, N.; Zhang, J. Small 2015, 11, 3263. doi: 10.1002/smll.201403170
-
[42]
Li, Y. L.; Kinloch, I. A.; Windle, A. H. Science 2004, 304, 276. doi: 10.1126/science.1094982
-
[43]
Liu, C.; Cong, H. T.; Li, F.; Tan, P. H.; Cheng, H. M.; Lu, K.; Zhou, B. L. Carbon 1999, 11, 1865. doi: 10.1016/S0008-6223(99)00196-7
-
[44]
Guo, T.; Nikolaev, P.; Rinzler, A. G.; Tomanek, D.; Colbert, D. T.; Smalley, R. E. J. Phys. Chem. 1995, 99, 10694. doi: 10.1021/acs.energyfuels.7b03144
-
[45]
Zhang, X.; Jiang, K.; Feng, C.; Liu, P.; Zhang, L.; Kong, J.; Zhang, T.; Li, Q.; Fan, S. Adv. Mater. 2006, 18, 1505. doi: 10.1002/adma.200502528
-
[46]
Wang, Y.; Wei, F.; Luo, G.; Yu, H.; Gu, G. Chem. Phys. Lett. 2002, 364, 568. doi: 10.1016/S0009-2614(02)01384-2
-
[47]
Gui, X.; Wei, J.; Wang, K.; Cao, A.; Zhu, H.; Jia, Y.; Shu, Q.; Wu, D. Adv. Mater. 2010, 22, 617. doi: 10.1002/adma.200902986
-
[48]
Arnold, M. S.; Green, A. A.; Hulvat, J. F.; Stupp, S. I.; Hersam, M. C. Nat. Nanotechnol. 2006, 1, 60. doi: 10.1038/nnano.2006.52
-
[49]
Liu, H.; Nishide, D.; Tanaka, T.; Kataura, H. Nat. Commun. 2011, 2, 309. doi: 10.1038/ncomms1313
-
[50]
Khripin, C. Y.; Fagan, J. A.; Zheng, M. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 6822. doi: 10.1021/ja402762e
-
[51]
Lolli, G.; Zhang, L.; Balzano, L.; Sakulchaicharoen, N.; Tan, Y.; Resasco, D. E. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 2108. doi: 10.1021/jp056095e
-
[52]
Wang, H.; Wei, L.; Ren, F.; Wang, Q.; Pfefferle, L. D.; Haller, G. L.; Chen, Y. ACS Nano 2012, 7, 614. doi: 10.1021/nn3047633
-
[53]
Yang, F.; Wang, X.; Zhang, D.; Yang, J.; Luo, D.; Xu, Z.; Wei, J.; Wang, J. Q.; Xu, Z.; Peng, F.; et al. Nature 2014, 510, 522. doi: 10.1038/nature13434
-
[54]
Wang, Z.; Zhao, Q.; Tong, L.; Zhang, J. J. Phys. Chem. C 2017, 121, 27655. doi: 10.1021/acs.jpcc.7b06653
-
[55]
Zhou, W.; Zhan, S.; Ding, L.; Liu, J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14019. doi: 10.1021/ja3038992
-
[56]
Zhang, G.; Qi, P.; Wang, X.; Lu, Y.; Li, X.; Tu, R.; Bangsaruntip, S.; Mann, D.; Zhang, L.; Dai, H. Science 2006, 314, 974. doi: 10.1126/science.1133781
-
[57]
Zhang, S.; Wang, X.; Yao, F.; He, M.; Lin, D.; Ma, H.; Sun, Y.; Zhao, Q.; Liu, K.; Ding, F.; et al. Chem 2019, 5, 1182. doi: 10.1016/j.chempr.2019.02.012
-
[58]
Zhang, S.; Tong, L.; Zhang, J. Nat. Sci. Rev. 2017, 5, 310. doi: 10.1093/nsr/nwx080
-
[59]
Ding, F.; Harutyunyan, A. R.; Yakobson, B. I. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 2506. doi: 10.1073/pnas.0811946106
-
[60]
Artyukhov, V. I.; Penev, E. S.; Yakobson, B. I. Nat. Commun. 2014, 5, 4892. doi: 10.1038/ncomms5892
-
[61]
Yao, Y.; Feng, C.; Zhang, J.; Liu, Z. Nano Lett. 2009, 9, 1673. doi: 10.1021/nl900207v
-
[62]
Liu, J.; Wang, C.; Tu, X.; Liu, B.; Chen, L.; Zheng, M.; Zhou, C. Nat. Commun. 2012, 3, 1199. doi: 10.1038/ncomms2205
-
[63]
O'connell, M. J.; Bachilo, S. M.; Huffman, C. B.; Moore, V. C.; Strano, M. S.; Haroz, E. H.; Rialon1, K. L.; Boul1, P. J.; Noon, W. H.; Kittrell1, C.; et al. Science 2002, 297, 593. doi: 10.1126/science.1072631
-
[64]
Ortiz-Acevedo, A.; Xie, H.; Zorbas, V.; Sampson, W. M.; Dalton, A. B.; Baughman, R. H.; Draper, R. K.; Musselman, I. H.; Dieckmann, G. R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9512. doi: 10.1021/ja050507f
-
[65]
Nish, A.; Hwang, J. Y.; Doig, J.; Nicholas, R. J. Nat. Nanotechnol. 2007, 2, 640. doi: 10.1038/nnano.2007.290
-
[66]
D Franklin, A. D. Nature 2013, 498, 443. doi: 10.1038/498443a
-
[67]
Cao, Q.; Han, S. J.; Tulevski, G. S.; Zhu, Y.; Lu, D. D.; Haensch, W. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 180. doi: 10.1038/nnano.2012.257
-
[68]
Kuznetsov, A. A.; Fonseca, A. F.; Baughman, R. H.; Zakhidov, A. A. ACS Nano 2011, 5, 985. doi: 10.1021/nn102405u
-
[69]
Liao, Y.; Jiang, H.; Wei, N.; Laiho, P.; Zhang, Q.; Khan, S. A.; Kauppinen, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 9797. doi: 10.1021/jacs.8b05151
-
[70]
Shan, C.; Zhao, W.; Lu, X. L.; O'Brien, D. J.; Li, Y.; Cao, Z.; Suhr, J. Nano Lett. 2013, 13, 5514. doi: 10.1021/nl403109g
-
[71]
Hough, L. A.; Islam, M. F.; Hammouda, B.; Yodh, A. G.; Heiney, P. A. Nano Lett. 2006, 6, 313. doi: 10.1021/nl051871f
-
[72]
Kim, K. H.; Oh, Y.; Islam, M. F. Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 377. doi: 10.1002/adfm.201201055
-
[73]
Du, R.; Wu, J.; Chen, L.; Huang, H.; Zhang, X.; Zhang, J. Small 2014, 10, 1387. doi: 10.1002/smll.201302649
-
[74]
Wei, F.; Zhang, Q.; Qian, W. Z.; Yu, H.; Wang, Y.; Luo, G. H.; Wang, D. Z. Powder Technol. 2008, 183, 10. doi: 10.1016/j.powtec.2007.11.025
-
[75]
Jia, X.; Wei, F. Topics Curr. Chem. 2017, 375, 18. doi: 10.1007/s41061-017-0102-2
-
[76]
He, M.; Magnin, Y.; Amara, H.; Jiang, H.; Cui, H.; Fossard, F.; Castan, A.; Kauppinen, E.; Loiseau, A.; Bichara, C. Carbon 2017, 113, 231. doi: 10.1016/j.carbon.2016.11.057
-
[77]
Magnin, Y.; Amara, H.; Ducastelle, F.; Loiseau, A.; Bichara, C. Science 2018, 362, 212. doi: 10.1126/science.aat6228
-
[78]
Hussain, A.; Liao, Y.; Zhang, Q.; Ding, E. X.; Laiho, P.; Ahmad, S.; Wei, N.; Tian, Y.; Jiang, H.; Kauppinen, E. I. Nanoscale 2018, 10, 9752. doi: 10.1039/C8NR00716K
-
[79]
Wilder, J. W.; Venema, L. C.; Rinzler, A. G.; Smalley, R. E.; Dekker, C. Nature 1998, 391, 59. doi: 10.1038/34139
-
[80]
Hashimoto, A.; Suenaga, K.; Gloter, A.; Urita, K.; Iijima, S. Nature 2004, 430, 870. doi: 10.1038/nature02817
-
[81]
Bachilo, S. M.; Strano, M. S.; Kittrell, C.; Hauge, R. H.; Smalley, R. E.; Weisman, R. B. Science 2002, 298, 2361. doi: 10.1126/science.1078727
-
[82]
Araujo, P. T.; Jorio, A. Phys. Status Solidi B 2008, 245, 2201. doi: 10.1002/pssb.200879625
-
[83]
Joh, D. Y.; Herman, L. H.; Ju, S. Y.; Kinder, J.; Segal, M. A.; Johnson, J. N.; Chan, G.; Park, J. Nano Lett. 2010, 1, 1. doi: 10.1021/nl1012568
-
[84]
Tans, S. J.; Verschueren, A. R.; Dekker, C. Nature 1998, 393, 49. doi: 10.1038/29954
-
[85]
Appenzeller, J.; Lin, Y. M.; Knoch, J.; Avouris, P. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 196805. doi: 10.1103/PhysRevLett.93.196805
-
[86]
Shulaker, M. M.; Hills, G.; Patil, N.; Wei, H.; Chen, H. Y.; Wong, H. S. P.; Mitra, S. Nature 2013, 501, 526. doi: 10.1038/nature12502
-
[1]
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 32
- 文章访问数: 1847
- HTML全文浏览量: 323

下载: