碳納米球的介紹
2025-09-04
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一、結構特性
粒徑與分散性
粒徑范圍廣，從納米級（如3-7 nm）到微米級（如中間相碳微球）均可制備。
單分散介孔碳納米球（粒徑300-400 nm）具有高度均勻的孔結構和分散性，在復合材料制備中可提升穩定性和導電性能。
孔隙結構
介孔結構：孔徑通常為2-10 nm，比表面積可達800-1200 m2/g，為反應物提供豐富的吸附和傳輸通道。
空心結構：部分碳納米球具有內部空腔，可負載藥物、催化劑或離子，增強功能化潛力。
表面化學活性
介孔結構增大了活性位點數量，便于負載金屬、氧化物等功能材料，優化整體反應性能。
二、性能優勢
穩定性
化學穩定性高，耐酸堿和有機溶劑。
熱穩定性優異，適用于高溫反應條件。
導電性和導熱性良好，適合電子器件和熱管理應用。
功能化潛力
表面可修飾羧基、氨基等基團，增強生物相容性或催化活性。
通過摻雜氮、硫等元素，可進一步調控電子結構，提升電催化性能。
三、制備方法
模板法
硬模板法：以二氧化硅為模板，通過溶膠-凝膠反應和碳化步驟形成碳殼，再用刻蝕劑去除模板，得到介孔碳納米球。
軟模板法：利用表面活性劑自組裝形成介孔結構，結合噴霧干燥或水熱反應制備碳球。
高溫熱解法
以葡萄糖等有機物為碳源，在高壓反應釜中高溫反應（如180℃、6小時），經過濾、干燥得到碳納米球。
水熱/溶劑熱法
通過調控碳源濃度、加熱時間等參數，精確控制粒徑與孔徑。
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