碳納米球的介紹

一、結構特性

1. 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。

2. 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。

3. 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

1. 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。

2. 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

1. 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。

2. 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。

3. 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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