Bột than chì là một loại vật liệu bột mịn được làm từ carbon sau khi nhiệt phân hoặc cacbon hóa ở nhiệt độ cao, và thành phần chính của nó là carbon. Bột than chì có cấu trúc phân lớp độc đáo, có màu xám đen hoặc đen nhạt. Trọng lượng phân tử của nó là 12,011.
Các đặc tính của bột than chì có thể được tóm tắt như sau:
1. Độ dẫn nhiệt và độ dẫn nhiệt cao: bột than chì là vật liệu dẫn nhiệt và dẫn nhiệt tốt, có độ dẫn nhiệt và độ dẫn nhiệt cao. Điều này chủ yếu là do sự sắp xếp chặt chẽ và cấu trúc phân lớp của các nguyên tử carbon trong than chì, giúp các electron và nhiệt dễ dàng dẫn điện.
2. Độ trơ hóa học tốt: bột than chì có độ ổn định và độ trơ hóa học tốt trong điều kiện bình thường và không phản ứng với hầu hết các chất. Đây cũng là lý do tại sao bột than chì được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực vật liệu điện tử và hóa học, bảo vệ chống ăn mòn ở nhiệt độ cao, v.v.
3. Nó có độ bền cơ học nhất định: so với các vật liệu nano khác, bột than chì có khả năng chống va đập, chống đùn và chống nứt cao hơn, có thể nâng cao tính chất cơ học của vật liệu ở một mức độ nhất định.
Các phương pháp điều chế bột than chì rất đa dạng và các phương pháp phổ biến như sau:
1. Nhiệt phân ở nhiệt độ cao: nung than chì tự nhiên hoặc tinh thể than chì tổng hợp hóa học đến nhiệt độ cao (trên 2000oC) để phân hủy thành bột than chì.
2. Phương pháp cacbon hóa ở nhiệt độ cao: bột than chì thu được bằng phản ứng hóa học của than chì với nguyên liệu thô có cấu trúc phân lớp tương tự như than chì. Theo các nguyên liệu thô khác nhau, nó có thể được chia thành các phương pháp chuẩn bị khác nhau, chẳng hạn như lắng đọng hơi hóa học, nhiệt phân và cacbon hóa.
3. Phương pháp cơ học: thông qua các hoạt động nghiền và sàng lọc cơ học, than chì tự nhiên hoặc vật liệu than chì tổng hợp được xử lý để thu được bột than chì.
Các phương pháp điều chế khác nhau có ảnh hưởng khác nhau đến chất lượng, độ tinh khiết và hình thái của bột than chì. Trong các ứng dụng thực tế, các phương pháp chuẩn bị phù hợp cần được lựa chọn theo các yêu cầu khác nhau.
1. Vật liệu điện tử và hóa học: bột than chì có thể được điều chế thành vật liệu tổng hợp polymer dẫn điện và dẫn nhiệt, được sử dụng trong các thiết bị điện tử, pin, mực dẫn điện và các lĩnh vực khác. Ví dụ, trong vật liệu điện cực, bột than chì có thể làm tăng độ dẫn điện của vật liệu, cải thiện hiệu suất điện hóa của điện cực và kéo dài tuổi thọ của pin.
2. Vật liệu phủ: bột than chì có thể được sử dụng để chế tạo các lớp phủ khác nhau, chẳng hạn như lớp phủ chống ăn mòn, lớp phủ dẫn nhiệt, lớp phủ che chắn điện từ, v.v. Trong lĩnh vực ô tô, máy bay, xây dựng, v.v., lớp phủ được chuẩn bị với bột than chì có thể cải thiện khả năng chống tia cực tím và chống ăn mòn của vật liệu.
3. Chất xúc tác: Bột than chì có thể được sử dụng để điều chế chất xúc tác và được sử dụng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ, sản xuất hóa chất và các lĩnh vực khác. Ví dụ, trong quá trình hydro hóa dầu thực vật, bột than chì sau khi xử lý có thể được sử dụng làm chất xúc tác để cải thiện độ chọn lọc và năng suất phản ứng.
4. Vật liệu gốm: Trong quá trình chế tạo vật liệu gốm, bột than chì có thể cải thiện độ bền cơ học và các tính chất khác thông qua tác dụng tăng cường. Đặc biệt trong gốm kim loại và gốm xốp, bột than chì được sử dụng rộng rãi.
