功能化的碳材料因其高的比表面積、良好的導(dǎo)電性能和熱穩(wěn)定性,廣泛用于分離、吸附、電化學(xué)以及催化等領(lǐng)域。多孔炭材料作為載體在催化中應(yīng)用廣泛,氮元素的引入對炭材料結(jié)構(gòu)影響很大,其電子密度和電導(dǎo)率均有所提高,并且表面具有一定的酸堿性,有助于提高炭擔(dān)載的金屬納米粒子催化活性。本文從制備碳材料的類型出發(fā),從活性炭、碳纖維、介孔碳、碳納米管以及氮摻雜碳材料的構(gòu)筑進(jìn)行討論,最后,對碳材料的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。 

【文章來源】：廣州化工. 2020,48(21)

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

活性炭孔結(jié)構(gòu)分布圖

早在1991年,Lijima等[30]用真空電弧蒸發(fā)石墨電極時,首次發(fā)現(xiàn)了納米尺度的碳多層管狀物;1992年,Ebbsen等[31]首次合成了碳納米管,并對其性質(zhì)進(jìn)行初步研究。碳納米管的發(fā)現(xiàn)與合成引起了人們極大的關(guān)注。如圖2所示,碳納米管可以看作是由石墨烯片層繞著中心軸線卷曲而成的管狀物,管壁是由碳原子構(gòu)成的六邊形基本單元組成,每個碳與周圍相鄰的三個碳原子以sp2和sp3雜化鍵相連接[32]。按照卷曲的石墨片層數(shù)進(jìn)行分類,碳納米管可以分為單壁碳納米管和多壁碳納米管。單壁碳納米管是由石墨平面卷曲而成,并在兩端罩上碳原子的封閉曲面;而多壁碳納米管則是由多個單層管同心套疊而成[33]。由于碳納米管是由石墨烯片層卷曲而成的,而石墨烯又是由sp2雜化的碳碳雙鍵構(gòu)成,因此材料具有極高的軸向強度、韌性和彈性模量,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于任何纖維材料,甚至其彈性應(yīng)變是鋼材料的60倍。這些性質(zhì)使得碳納米管作為復(fù)合材料的增強相,可以提高材料的強度、彈性、抗疲勞性及各向同性。而碳納米管的比熱容、高度取向及導(dǎo)電性質(zhì)又和石墨相似,具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱能力[34-35]。另外,碳納米管又具有比表面積大、小尺寸效應(yīng)和限域效應(yīng)等優(yōu)點,在催化領(lǐng)域也具有良好的應(yīng)用前景[36]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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