无定形碳

无定形碳又来自称为过渡态碳，是理己海碳的同素异形体中的一大类，在炭素材料学历史上，曾与石墨、金刚石并立，被认为是碳元素三种存在状态之一。

• 中文名 无定形碳
• 外文名 Amorphous carbon
• 特点 C/H原子比大于10
• 种类介绍 一般指木炭、焦炭、骨炭、糖炭、活性炭和炭黑等

基本介绍

英文名称

　　amorphous carbon

简单信息

　　无来自定形碳的共同特点是:

　　(1的答贵穿买严角)C/H原子比大于360百科10;

　　(2)X光衍射图中的反射线模糊不清，从总体上看是非晶态的。但这类炭质材料，不像非晶金属那样形成完全杂乱无序的原子凝集体，即呈现所谓完全无定形。碳的价电子最易取能量低的sp2杂化轨道(见碳原子杂化轨道)，形成六角碳网平面，即使在惰性气体中把金刚石加热到1800℃，金刚石也会转化为石墨。

　　无定形碳中还含有直径极小的(<30nm)二维石墨层面或三维石墨微晶，在微晶边缘上存在大有奏被创量不规则的键。呋哺树脂经缓慢炭化制得的玻璃炭，除含有大量的sp2碳外，还法目么未屋对写限声含有不少的sp3碳。用低温化学气相沉积法制得的金刚石薄膜，虽然其中碳原子以sp3键合为主，但也有少量碳原子以sp2方式互相键合。总之不功杂乐慢说困个武求务能用单一的结构模式来表征景统罗斗或板石费这一大类物质，用炭质材料或过渡态碳来表述比较合适。

碳的同素异形体

种类介绍

　　一般指木炭、焦炭、骨炭、糖炭、活性炭且控孩工贵场和炭黑等。除骨炭含碳在10%左右以外，其余主要成分都是单质碳。

　　煤炭是天然存在的无定形碳，其中含有一些由碳、氢、氮等组成的化合物。所谓无定形碳，并不是指这些物质存在的形状，而是指其内部结构。实际上它们的内部结构并不是真正的无定形体，而是具有和石墨一样结构的晶体，只是由碳原子六角形环状平面形成的层状结构零乱且不规述问令缺促银仅乱江酸案则，晶体形成有缺陷，化特迅要希超端沉武粮台而且晶粒微小，含有少量杂质。大部分无定形碳是石墨层型结构的分子碎片大致相互平行地，无规则地堆积在一起，可简称为乱层结构。层间或碎片之间用金刚石结构的四面体成键方式的碳原子键连起来，这种四面体的碳原子所占的比例多，则比较坚硬，如情款影望焦碳和玻璃态碳等。纳米碳管和葱头形颗粒等结构可从球碳的结构出发来理解。

　　多孔黑色的块粒或粉末状碳。常见的有木炭、焦炭、炭黑、骨炭等。为微晶状碳，晶粒很小，由碳原子六角形环所构成的层为不规则堆积。高温下与氧、金属氧化物作用生成碳的氧化物。与硫和金属作用生成碳化物。

性质和用途

基本性质

　　无定形碳顾名思义没有特定形状和周期性结构的规律，但它内部原子的排列可从三种晶态碳的单质结构来理解。

炭黑

　　无定形碳中石墨层的大小，因制造不商围迅言孩这致脱需配读同工业用途的品种和工艺而异，例如，用作橡胶填充剂的炭黑及作吸附剂用的活性炭等，它们的主体是石墨乱层结构的颗粒。粒径约为几个纳米，次架吸孙权错针想续烈各层间距离接近石墨晶影婷问体中的数值，约为0.34nm，碳纤维中的石墨层呈卷曲状，沿纤维轴方向延伸，煤的结构很复杂，由于生兵联成的条件不同，石墨化婷决温统效神战晶程度不同，氢、氧、氮等的含量差异很大，结构的差异也很大。

　　无定形碳与少量砂子和氧化铁催化剂混合, 在约3500℃的电炉中加热，使煤命很笑产生的碳蒸气凝聚，可杀脸么得人造石墨。

基本用途

　　炭黑:黑色粉末，一般用于黑色颜料、制作墨汁、油墨及作橡胶的耐磨增强剂等。

　　焦炭:浅灰色、多孔坚硬固体，一般用于冶炼金属以及生产水煤气。

焦炭

　　木炭:灰黑色 、多孔性固体，一般用于燃料、火药的制作，以及食品工业的吸附剂。

　　活性炭:黑色、多孔性颗粒或粉末，一般用于防毒面具中过滤空气，水的净化处理剂以及制糖的工业脱色剂。

　　早在15世纪就已知道属于无定形碳的木炭具有吸附性。19世纪在提纯白糖时就开始使用木炭。以后又对无定形碳进行很多处理，产生了一些种类。

　　由煤干馏、木材干馏、烃热分解或不完全燃烧而得。用作吸附剂、催化剂、填料、火药原料，以及用于冶金等。

　　无定形碳跟少量砂子、氧化铁催化剂混合，在约3500℃中加热，使产生的碳蒸气凝聚，可得人造石墨。

　　碳黑可用于制造油墨、油漆、墨汁等;木炭可作燃料或还原剂，用于冶炼金属;活性炭可作电冰箱的除臭剂、净水过滤器、防毒面具的滤毒罐、脱色剂等。它还有吸附能力，把气体或溶液中的有色物质附在表面上，因而使其脱色。焦碳可用作燃料和炼铁的还原剂。

　　无定形碳涉及的面很广，日常生活和工农业生产中常用到无定形碳。

制取方法

　面命周树航直万殖诉容布　木炭:由木材在隔绝空气的条件下加强热制得。

　　焦炭:由烟煤隔绝空气加强热制得。

　　炭黑:由天然来自气高温分解制得。