形形色色的碳的同素异形体剖析

碳的单质及其晶体的性质比较复杂,在中学化学中主要涉及了四种类型,即原子晶体（金刚石）、分子晶体（足球碳和炔碳）和以石墨为代表的混合晶体,并且足球碳（足球烯）有关结构问题的计算也常有涉及。一、碳的同素异形体1.金刚石基本结构正四面体的四个顶点及正中心点都是碳原子;键角：109°28＇;键长：1.55×10^（-10）m;硬度10;熔点：3550℃;沸点：4827℃。

碳化钼的结构、制备及应用研究进展

将碳原子引入钼的晶格中形成碳化钼时,形成的间充结构具有独特的物理和化学性质,在加氢反应和制氢反应等领域具有优异的催化性能,可与贵金属铂、钯相媲美。碳化钼化学性质活泼,合成方法和实验条件都密切影响着最终产品的物化性质,任何一种反应原料和实验条件发生微小变化,都可能造成碳化钼的晶相结构、晶粒大小、比表面积等产生较大变化,从而改变材料的催化性质。本文对几种典型碳化钼的晶相类型及空间结构分别进行了介绍,分析了影响碳化钼结构的电子性质和几何因素,系统总结了碳化钼的合成策略并指出了不同制备方法的优劣势。以程序升温还原法为例,分析了碳化钼的生长机理,并从碳化终温、升温速率、碳源浓度三方面着重讨论了制备条件对材料的影响。然后总结了碳化钼在加氢反应、制氢反应、传感器及生物医学材料等领域的应用,详细阐述了碳化钼在电催化析氢和CO_(2)加氢转化反应中的催化机理及改进策略,最后基于目前存在的挑战进一步提出碳化钼材料未来的发展方向。

三维有序大孔碳的合成及其在染料敏化太阳能电池中的应用

以葡萄糖为碳源、硫酸为脱水剂、聚苯乙烯胶体晶体为模板,采用简单的浸渍-煅烧工艺制备了高度三维有序大孔碳(3DOM-C)材料。利用SEM、FESEM、TEM、紫外-可见光光度计和氮气吸附-脱附分析仪对样品进行了表征,考察了3DOM-C、贵金属Pt和活性碳作为对对电极材料在染料敏化太阳能电池(DSSCs)中的光电转化性能,并进一步对电极进行了电化学阻抗分析。结果表明,3DOM-C材料的孔径约为280 nm,具有三维有序网络空间结构。J-V测试结果显示,3DOM-C/DSSC的光电转化效率为4.61%,达到了Pt/DSSC的90%。阻抗测试结果显示,3DOM-C电极表现出良好的电催化活性及导电性,与Pt电极相近且远高于活性碳。

基于从头计算法的三维碳同素异形体结构设计(英文)

由于独特的成键特性,在不同温度和压强下,碳具有丰富的结构特性。除了实验上已发现各种同素异形体,理论计算也预言了丰富的新结构。在本文中,我们对第一性原理计算预言的三维碳同素异形体做了综述,我们特别关注了泡沫状的碳结构。碳泡沫主要由石墨片段以各种碳键连接而成,具有多孔结构及较大的表面积。另外,针对由低维碳结构,如碳富勒烯、纳米芽、纳米管及石墨烯带等组成的三维碳超结构以及其他三维碳晶体我们也做了概述。这些新型碳结构有的由混杂的sp-sp2碳或者纯sp2碳组成(H-6,bct-4,C-20,K4等),有的质量密度比金刚石还大(C8,hP3,tl12,tp12等),有的可以由石墨在室温高压下转化而成(M碳,bct-4碳,W碳,Z碳等)。在这些预言的碳同素异形体中,有些在将来可能在实验室合成。

科学家发现三维石墨烯新形式:碳蜂窝体

从科技部网站获悉，目前已知的碳同素异形体有钻石、石墨、富勒烯和碳纳米管。最近乌克兰哈尔科夫低温物理技术研究所的科研人员却研究合成出碳的新变体——碳蜂窝体，这一发现立即吸引了世界科学界的关注。

科学家发现三维石墨烯新形式:碳蜂窝体

目前已知的碳同素异形体有钻石、石墨、富勒烯和碳纳米管。最近乌克兰哈尔科夫低温物理技术研究所的科研人员研究合成出碳的新变体——碳蜂窝体，这一发现立即吸引了世界科学界的关注。这种变体由于其形状特殊，类似于蜂窝而被命名为碳蜂窝体。

新型超硬材料I-4碳的第一性原理研究

应用基于粒子群优化算法的卡里普索(CALYPSO)晶体结构预测方法 ,发现了一种新型的具有四方结构的C的同素异形体,空间群为I-4,将其命名为I-4碳.利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法对I-4碳的电子能带结构、电子态密度、声子谱、弹性常数以及体弹模量进行研究.计算结果发现:I-4碳动力学稳定,并且具有较大的体弹模量(432.12 GPa)和剪切模量(488.46 GPa);同时,从理论上算出其维氏硬度值可达到83.35 GPa.计算结果表明:I-4碳有望成为一种潜在的超硬材料.

小微粉,大世界

金刚石俗称“金刚钻”,它是一种由碳元素组成的矿物,是石墨的同素异形体,化学式为C,也是常见的钻石的原身。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。金刚石微粉分类金刚石微粉是指金刚石单晶经破碎、整形、提纯、分级等工序形成微米、亚微米的金刚石粉体。根据原材料来源不同,可分为天然金刚石微粉和人造金刚石微粉。根据原材料金刚石强度高低差异,可分为高强度金刚石微粉和低强度金刚石微粉。根据金刚石晶体结构不同,金刚石微粉可以分为单晶金刚石微粉和多晶金刚石微粉。

“碳”所神奇“烯”望无限

碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于大气、地壳和生物之中。炭黑和煤是人类最早使用碳的形式。当碳原子在二维平面内分别占据正六边形的顶点，彼此之间依靠特殊的化学作用键合成为层状晶体材料，就构成了碳元素的另一种神奇的同素异形体—石墨烯。其实，我们小时候用铅笔在作业本上每画一笔，就在纸上留下了一层或者几层的石墨烯片。

纯碳单质 梅开二度

碳（6C）＊，元素周期表上第六号元素，在太阳系之物质总量里的含量比例甚高，即其丰富程度仅次于氢、氦、氧。碳与氢、氧等元素构成无数种类的有机化合物，所以碳被看作为有机化学以至生命科学的标记。而纯碳晶体乃是重要的单质材料，地球上天然存在的仅有石墨和金刚石两种碳晶结构（二者谓之单质碳的两种同素异形体）。

胶体晶体模板法制备三维有序多孔碳材料及其电化学性能

胶体晶体模板是一种纳米微球自组装形成的三维周期性结构的硬模板材料.胶体晶体模板法制备三维有序多孔碳材料过程简单、经济、重复性好,通过灵活调控模板微球粒径、表面性质、排列方式等可有效调控制备材料的性质.制备得到的三维有序多孔碳材料具有较大的比表面积,较高的孔隙率,且具有独特的低弯曲度相连通球形孔结构,在吸附、分离、催化、储能等领域具有广阔的应用前景,是近年来研究的热点.本文综述了近年来胶体晶体模板法三维有序多孔碳材料的制备与应用,重点阐述了利用不同胶体晶体模板制备三维有序多孔碳的方法及其在电化学方面的应用,并展望了其未来发展方向.

“碳族元素”一节化学知识的拓展及应用

“碳族元素”一节,课本表述较简练、平淡,不少老师觉得没什么好讲的,只是一带而过.笔者在讲授这一节时。

高压下,碳材料的神奇“逆袭”

说起最硬的物质,大部分人脑海里浮现出的都是金刚石,也就是钻石。但是近日,中国科学家在高温高压条件下,利用碳材料,研制出了一种全新的非晶体物质。这种物质不仅硬度超过了金刚石,而且具备金刚石不具备的韧性,以及半导体特性。让我们一起来认识一下,这种神奇的新材料吧!占领材料"大舞台"的碳材料碳是地球上常见的元素,也是构成有机生命体的基础元素。碳可以形成各种具有不同性质的同素异形体,例如我们熟悉的石墨和金刚石(钻石)。二者虽同质为碳,但其原子结构不同,物理性能也完全不同——铅笔芯和金刚石钻头就很直观地体现出一个的"软"与一个的"硬"。