利用高分辨透射电子显微镜、扫描电子显微镜、粉晶X射线、Raman光谱等仪器,研究新疆苏吉泉石墨矿床中天然纳米石墨的结构,确定碳原子中电子的化学键、杂化类型、空间群的类型、表面结构特征等。在此基础上,结合矿床地质,特别是含矿花岗岩地质地球化学的研究,探讨天然纳米石墨矿床的成因。该天然纳米石墨可能是一种碳纳米管,一维碳纳米材料具有非常高的比表面积一些常规材料所不具备的特异效应和性能。然而,由于一维碳纳
首次在新疆苏吉泉石墨化花岗岩中发现了天然纳米石墨锥、纳米碳管和三角形碳矿物,并对其进行了高分辨电子显微镜、拉曼光谱、原子力显微镜等研究。高分辨电镜研究表明,样品中有许多纳米级碳矿物。纳米碳管的长度在n nm~300nm,宽度在0.n nm~30nm不等。一个典型的纳米碳管的形貌像,长度为293.215nm,宽度为8.049nm。该碳管的多壁纳米碳管。管的下部变窄,并有一定弯曲。纳米碳管的中间管径为在0.3121nm~0.6502nm之间。晶面条纹间距为0.3476nm。纳米碳管的高分辨电镜形貌像显示中空孔道,在某些纳米碳管的两端可以看到两端有封闭现象。纳米碳管的晶面条纹间距在0.3447 nm ~0.3658nm之间;纳米碳管的长宽比在15.81~36.4∶1 之间,并且平直度极高,虽经研磨等外力处理,也没有弯曲变形。所以这种纳米碳管会具有优异的力学性质,可能是一类高强度的材料。三角形碳矿物的拉曼光谱特征与纳米碳管相似,三条边长度为1000nm,宽150nm。计算了天然纳米碳矿物的形成条件,对指导人工合成该材料具有十分重要意义。