摘要：通过化学气相沉积（CVD）合成碳纳米管（CNTs）的催化剂常用金属是铜（Cu）和镍（Ni）。之所以选择这两种金属，是因为它们具有不同的特性和机制，可促进碳纳米管的生长。
解释：
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铜 (Cu):铜的碳溶解度低，因此在 CVD 中用作催化剂。这一特性导致了一种表面生长机制，即石墨烯或碳纳米管在高温下直接在铜表面形成。高温是分解碳氢化合物前驱体的必要条件，然后碳氢化合物前驱体沉积在铜表面形成纳米管。这种机制的优点是可以精确控制生长位置，并可形成高质量的单层石墨烯或 CNT。
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镍 (Ni):另一方面，镍具有较高的碳溶解度。这一特性导致了一种不同的生长机制，即表面偏析/沉淀。在这一过程中，碳原子在高温下扩散到镍箔的主体中。在冷却过程中，碳偏析并从镍中析出，在金属表面形成石墨烯薄片或碳纳米管。这种机制可形成多层结构，通常用于需要更厚或更坚固结构的情况。
铜和镍都是 CNT 合成的有效催化剂，因为它们能够促进碳氢化合物前体的分解和碳结构的后续生长。如何选择这两种金属通常取决于应用的具体要求，例如所需的碳纳米管厚度、质量和均匀性。
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