基于Cu纳米线制备Cu(N3)2CNTs复合含能材料(2)
碳纳米管被发现以来,许多科研人员将一些表面张力小的液体物质、金属纳米线、金属氧化物纳米线、磁性纳米颗粒及部分含能化合物等与碳纳米管进行结合,并对这种复合材料的稳定性或含能性进行测试和分析，结果显示，碳纳米管能加强这些传统金属材料的结构特征[2]，使其应用更加广泛。
1.1.1 碳纳米管的结构
碳纳米管中的碳原子杂化方式有很多种，其中主要以sp2杂化为主，sp3杂化为次要，由于网格结构导致碳纳米管具有一定的弯曲，形成空间拓扑结构。在电子光能谱研究中发现，
它的表面都还有一些官能团，在表面处理过程中会形成不同形态的表面结构。在碳纳米管中存在混合的杂化方式，导致它的p轨道在碳纳米管中形成交叠形态。因而，表面具有惰性，在化学反应中显得比较迟钝。
碳纳米管表面含有许多不定型的碳原子以及它的结构比较特殊化，在复合材料中常常选用碳纳米管作为基体，来合成许多纳米级的复合材料，以满足它在应用中的特殊要求。因此，碳纳米管的性质决定了它在复合材料领域的广泛应用。
1.1.2 碳纳米管的分类
碳纳米管是由石墨烯片层按一定的角度弯曲而成的、直径是纳米级的无缝碳管。
按照石墨烯片[5]的层数可分为：1)单壁碳纳米管（SWCNTs） 2）多壁碳纳米管（MWCNTs）。
多壁碳纳米管的层与层之间很容易成为陷阱中心，因而其他材料与碳纳纳米管复合可以弥补很多材料的缺陷。与多壁管碳纳米管相比，单壁管直径大小的分布范围小、分布均匀一致。单壁管典型直径较细，多壁管碳纳米管最内层的直径可达0.4nm，最粗可达数百纳米，如图a）、b）所示。
图1.1 不同层数碳纳米管的结构示意图
a)单壁碳纳米管；b)多壁碳纳米管
碳纳米管还有许多分类：如扶手椅形纳米管，锯齿形纳米管和手性纳米管。
根据导电性质可以分为两种：金属型碳纳米管、半导体型碳纳米管：当n-m=3k(k为整数)时，为金属型。其他碳纳米管为半导体型。
1.1.3碳纳米管复合材料的研究现状及应用
碳纳米管具有中空的结构、重量轻，可以作为储存清洁能源的优良容器如（氢气）[7]。因此在这方面碳纳米管的应用值得进一步探索与研究。同时碳纳米管的内部可以作为模具，在其中填充其他材料（如金属等），可以制备出纳米级的金属导线，在电器方面具有重要的应用。在硅芯片上利用碳纳米管作为纳米级的导线，用来制作一些复杂的电路。
目前，一些性能优异的复合含能材料[8]是利用碳纳米管来合成的，因为碳纳米管的性质可以增强它们的导电性和使其结构更加稳定。合成一些结构较稳定的复合材料，使其在应用中耐腐蚀，防静电和不易对环境造成危害。同时，碳纳米管可以与陶瓷以及其他金属合成一些强度高、耐高温的金属基复合材料[9]。
纳米材料在释放能量以及燃料消耗具有理想的特性[10,15]。碳纳米管特殊的结构、优异的性能使其成为一种多功能化的材料，可以将高能材料、固体推进剂与碳纳米管[16]进行复合提高这些含能材料的性能和结构特征，尽早实现在军事领域的应用。
1.2 铜纳米线的特性
1.2.1 在催化方面的特性及应用
纳米材料具有比表面积大,表面活性中心多等特点,从而可以把它作为反应的催化剂,不仅可以提高化学反应效率,控制其反应速度,甚至可以让原来不能进行的反应得以发生,推进了催化剂领域的发展[17]。由此,我们可推出铜纳米线具有较大的比表面积,暴露的面也与微米级有所不同,在适当的优化条件下,直接作为活性组分对催化加氧(如肉桂酸)也具有一定的可行性[18]。