活性炭纳米管,作为活性炭家族的新成员,可以看成是单层或多层石墨片层卷曲而成的无缝中空管状结构。除了具有中空管这种孔隙,多壁活性炭纳米管具有层间孔隙,单壁活性炭纳米管束具有管间孔隙,这些特殊的结构使其具有非常丰富的孔隙结构;此外,活性炭纳米管还具有表面原子的密度大、比表面积大、孔结构和表面结构的可修饰性等特点。这些特性使其在催化剂载体、储氢材料、超级电容器和锤离子二次电池和隐身材料等领域都得到了广泛的研究。
如同普通的炭材料,活性炭纳米管应用于储氢材料、催化剂载体、超级电容器等领域时,要求其有特定的孔结构、表面结构和较大比表面积,因此还需要对其迸行一定的活化处理,以得到各种应用环境所需要的活性炭纳米管,以充分利用其结构特性,发挥其优异性能。闭口单壁活性炭纳米管的比表面积理论计算值可达1315m2/g,而以分散状态存在的开口单璧活性炭纳米管,由于其所有活性炭原子均为表面原子,这种结构使其比表面积有可能达到活性炭质材料的理论极限表面积 (2630m2/g)。对于活性炭纳米管,比表面积和直径、管封闭情况以及管壁层数有着密切关系,壁层越厚,比表面积越小,封闭活性炭纳米管的内表面无法利用,因此比表面积也要小很多,但是现在能大量制备的都是壁层较厚的一端封闭的多壁活性炭纳米管,因此,对其进行活化使内表面释放出来并在管壁上形成特定孔隙结构,以获得可控孔结构、特定表面结构和大比表面积的活性炭纳米管是非常有意义的研究方向。