单质碳的应用举例

背景及概述^[1]

碳是一种非金属元素，位于元素周期bai表的第二周期IVA族。拉丁语为Carbonium，意为“煤，木炭”。汉字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁构成，从“炭”字音。

碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用，碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。 碳能在化学上自我结合而形成大量化合物，在生物上和商业上是重要的分子。生物体内大多数分子都含有碳元素。

碳化合物一般从化石燃料中获得，然后再分离并进一步合成出各种生产生活所需的产品，如乙烯、塑料等。

碳的存在形式是多种多样的，有晶态单质碳如金刚石、石墨；有无定形碳如煤；有复杂的有机化合物如动植物等；碳酸盐如大理石等。 单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同，各有各的外观、密度、熔点等。

常温下单质碳的化学性质比较稳定，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂；不同高温下与氧反应，生成二氧化碳或一氧化碳；在卤素中只有氟能与单质碳直接反应；在加热下，单质碳较易被酸氧化；在高温下，碳还能与许多金属反应，生成金属碳化物。

应用举例^[1-2]

报道一、

CN201710547602.2公开了一种碳/铝酸钙复合粉及其制备方法，制备的铝酸钙水泥中含有一定数量的单质碳，且这种单质碳是一种包含有碳的各种结构形态的混合体，其中碳的实际含量为0.3％～2％。制备过程包括根据化学计量比对原料过氧化钙、有机酸钙、铝粉和氧化铝进行配料，其中有机酸钙是草酸钙、葡萄糖酸钙、柠檬酸钙、硬脂酸钙中的一种；再对称好的原料进行混合；将混合均匀的物料成型，采用自蔓延高温合成方法进行碳/铝酸钙复合粉体的制备。该制备方法产物纯度高，能量利用率高，既经济又环保，符合节能、降耗、减排、环保的可持续发展理念。

报道二、

CN201810689516.X公开一种高性能中空硅碳石墨烯三元复合负极材料，属于锂离子电池负极材料技术领域，包括单质硅、单质碳和石墨烯，所述单质硅为中空硅球，所述单质硅与单质碳形成碳包覆中空硅，所述碳包覆中空硅附着在石墨烯层间。本发明中纳米中空硅，其中空结构为硅体积膨胀预留一定空间，使其发生体积膨胀时应力向球心方向，纳米硅颗粒不易破裂，从而保留循环过程中颗粒的完整和电极的完整，形成稳定的SEI膜。

参考文献

[1]石墨简介

[2] CN201710547602.2一种碳/铝酸钙复合粉及其制备方法

[3] CN201810689516.X高性能中空硅碳石墨烯三元复合负极材料及制备方法