納米碳合金分類-含納米孔的碳合金

所謂“碳合金”，是以碳原子的集合體為主體的多成分系構成，在它們的構成單位之間，存在著有物理的、化學的相互作用的材料，但認為不同的雜化軌道的碳是不同的成分系。簡單地說，碳合金就是指由不同化學鍵合的碳組合而成的碳材料，或炭晶體中導入異類原子后的碳材料。像C／C復合材料一類的微觀復合材料，其實質是通過化學性質改變界面來控制其力學行為，不是真 正意義上獨立存在的。因而復合材料也屬于碳合金。若碳合金中有納米單元，則可認為是納米碳合金。目前正在研究的納米碳合金包括以下幾類。

1．含納米孔的碳合金

用內部合金化的方法可以對納米結構進行控制，利用聚合物在石墨層間合金化，可以創造納米空間。如在層間化合物CsC24插入C2H1，氧化除去Cs后便可得到具有納米空間的碳合金，選擇性的對活性碳纖維（ACF）表面和內部進行化學修飾可以得到ACF細孔的功能材料。采用離子束在活性碳纖維細孔內表面黏結TiO2薄膜，可以綜合利用活性炭的濃縮作用和TiO2薄膜的光催化劑作用，所得到的TiO2／ACF復合材料可作為一種有效去除水中有機物的環境凈化新材料。

目前，多孔碳材料的細孔結構控制技術尚不成熟。在日本，主要采用2種控制方法，一個是鑄型炭化，是使炭化過程在無機物的納米尺度空間內進行，之后除去鑄型的無機物而得到碳材料。通過對鑄型結構的精密控制，進一步對炭的細孔結構進行準確控制。另一種方法是利用碳原料聚合物的化學變換的方法，在聚合物中引入設計好的具有納米尺度的不均勻結構，利用聚合物與不均勻結構的反應性的差異，對細孔的結構進行控制。此時若利用含異種元素的聚合物進行合金化，則可能在多孔碳材料的納米尺度上控制細孔結構。