石墨烯與碳納米管是同素異形體，性質(zhì)上有一些異同：由于二者碳碳鍵的結(jié)合方式，導(dǎo)致二者相似的力學(xué)性能和熱學(xué)性能，都表現(xiàn)為較高的熱導(dǎo)率；然而二者結(jié)構(gòu)的差異導(dǎo)致它們迥異的光電性能和散熱方式。
石墨烯：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是僅有一個(gè)院子尺寸厚度的單層石墨層片，是由sp2雜化的碳原子緊密排列成六方蜂巢結(jié)構(gòu)的二維晶體。碳納米管：可以看作是由石墨片卷繞而成的無(wú)縫中空管；分為單壁納米管和多壁納米管。
石墨烯所具備的高比表面，良好機(jī)械性能，優(yōu)異的導(dǎo)熱、導(dǎo)電能力使得它在催化方面也存在著巨大的潛能，一般以用于光催化、電催化、多相催化。例如：催化氧化苯甲醇、醛酮的縮合反應(yīng)、硫醇的縮合反應(yīng)、Friedel-Crafts反應(yīng)等。
碳納米管具有極高的強(qiáng)度和硬度，耐熱、耐腐蝕性好，并具有尺寸小等特性。它獨(dú)特的納米中空結(jié)構(gòu)，使得它有可能作為一種納米反應(yīng)器。它有合適的孔徑分布，便于金屬組分更好地分散。尤其是表面性質(zhì)，能依據(jù)人們的需要進(jìn)行修飾，使其適合作為新型催化劑載體。目前，以碳納米管作載體的催化劑，在電催化、甲醇撥基化、合成氨、甲醇制氫、Fischer-Tropsc反應(yīng)、氫甲酰化等領(lǐng)域都取得了比常規(guī)催化劑更好的效果。
石墨烯的散熱方式是熱傳導(dǎo)，即將熱源均勻地傳導(dǎo)鋪滿整個(gè)散熱片，通過(guò)增大散熱面積達(dá)到降溫效果。碳納米管的散熱方式是熱輻射，可將熱源中的熱能轉(zhuǎn)化為紅外線，快速將熱能轉(zhuǎn)成光能帶離熱源。在散熱效果上，碳納米管會(huì)略微優(yōu)于石墨烯。
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