碳纳米管的管壁是一种类似于石墨片的碳六边形网状结构，是由石墨片卷曲而成的中空管状结构，它的直径在零点几个纳米到几十纳米之间。纳米管有单壁和多壁之分，管壁只由一层碳原子构成的纳米管是单壁纳米管。多壁纳米管一般由几个到几十个单壁同轴构成，管间距为0.34nm，这相当于石墨的{002}面间距。
图1 碳纳米管结构示意图
碳纳米管被发现以来, 由于其优异的电学和力学性能而受到越来越广泛的关注。 其广阔的应用前景如作为优良的导电材料、复合材料的增强体、场发射显示器材料等更是极大的推动了碳纳米管的研究。制备碳纳米管最常用的两种方法是直流电弧放电法和气相热解法。本课题组用具有专利技术的电弧放电法在高温氢气气氛下成功地制备出纯度极高的碳纳米管。图2是在600°C氢气氛下电弧放电法制备的碳纳米管(直径10nm)，图3为碳纳米管的X-RAY衍射图。与传统报道的单壁与复壁碳纳米管不同，此处碳纳米管出现出非晶态结构，石墨晶体在26°的衍射峰完全消失，呈现非晶体的衍射特征。图4是非晶碳管的高分辨电子显微像，看不到原子排列图像，表明是一种非晶结，是碳管的一种新结构。
图2 电弧放电法制备的碳纳米管。
