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2018一蓑煙雨新蟲 (小有名氣)
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碳布分類有哪些，做實(shí)驗(yàn)的碳布怎么選，怎么用，哪里可以獲取，一篇分享清楚
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碳布是一種碳纖維織物，是通過隔絕空氣高溫碳化一些纖維得到的碳纖維織物，大約90%的碳纖維是由聚丙烯腈(PNV)制成的其余10%由人造絲或石油瀝青制成。碳布的生產(chǎn)一般需要經(jīng)過PAN纖維碳化(88-95%含碳量)、真空烘烤(99+%含碳量)，所制備而成的。 碳纖維布的分類 碳布從性質(zhì)分類有兩大類 一， 工程類碳布 工程類碳布，主要是具有優(yōu)異的抗拉伸，抗斷裂性能的一類碳布。這類碳布的劃分，主要是從碳布材料機(jī)械性能作為劃分，很多工程碳布對(duì)力學(xué)性能上有特殊要求，比如需要較強(qiáng)的抗拉伸性能，拉伸強(qiáng)度等，比如跑車上用的碳布，就有很強(qiáng)的抗拉伸性能；工程建筑維修的碳布就有很強(qiáng)的抗拉性能；還有很多高級(jí)的魚竿，也是利用了工程碳布的抗拉伸性能。此類碳布還有眾多用處，但是不是本次主要的研究對(duì)象，此處就不做過多的展開。 二， 科研類碳布 科研類碳布，主要是具有優(yōu)良導(dǎo)電性和表面活性吸附位點(diǎn)的碳布類型，此類碳布主要是具有較低的阻抗，也就是電阻低,因此可以用在各種電化學(xué)測(cè)試中。還有一部分碳布，表面會(huì)根據(jù)不同的需求，進(jìn)行親水疏水的處理，或者活性位點(diǎn)的處理，使得該碳布可以滿足不同的電化學(xué)測(cè)試需求。注意需要提示一點(diǎn)的是，此處碳布為了電化學(xué)測(cè)試，是犧牲了一部分機(jī)械性能的，變得比較脆，一比較軟，有一些甚至可以用手撕開，不過這都不影響碳布的電化學(xué)測(cè)試。首先先對(duì)目前市場(chǎng)上已有的一些碳布概念做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹： 各種科研類型的碳布分類 1. 第一類 1.1生碳布（raw carbon cloth) 主要由PAN纖維碳化得到，生碳布基材不具有親水性，因其成分主要是碳（通常大于99wtF%）和氧，且由于在生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中表面積累粉塵，生碳布表現(xiàn)出弱疏水性。根據(jù)不同廠家的生產(chǎn)工藝，生碳布被生產(chǎn)出來(lái)時(shí)表現(xiàn)出不同的疏水程度。 1.2親水碳布（Hydrophilic carbon cloth) 一般是對(duì)生碳布進(jìn)行化學(xué)氧化，酸處理，以使生碳布表面攜帶親水基團(tuán)，如-OH,-S0O -NO-等，但是此類官能團(tuán)不穩(wěn)定，隨著時(shí)間的推移容易分解脫落，導(dǎo)致親水碳布親水效果變差。 2. 第二類 2.1疏水碳布（hydrophobi carbon cloth） 對(duì)生碳紙進(jìn)行PTFE（聚四氟乙烯）處理，在表面涂敷一層疏水層，使得材料變得疏水。 2.2疏水微孔層碳布 對(duì)生碳紙進(jìn)行PTFE處理成為疏水碳紙，其次在疏水碳紙表面用PTFE和微孔炭黑/石墨的混料進(jìn)行涂布、烘干，得到的碳布。 3. 第三類 活性碳布/CDD碳布（created defects & deficiencies carbon cloth） 經(jīng)過活化處理，有很多數(shù)量的活性位點(diǎn)，相比于前四種碳布，有超過三個(gè)數(shù)量級(jí)的活性位點(diǎn)，吸附和親水能力也比一般的親水碳布好很多。一般親水碳布是加了一些官能團(tuán)上去，變得親水，但是親水碳布添加的官能團(tuán)會(huì)緩慢消失，親水效果較差�；钚蕴疾迹–DD）不一樣，碳布表面構(gòu)造的缺陷和活性位點(diǎn)是在高溫退火過程中產(chǎn)生的，可以永久存在于碳布表面，親水效果比親水碳布要強(qiáng)很多。 碳布在科研中的應(yīng)用 1) 電池集流體涂敷 用碳布作為集流體涂敷，用生碳布就可以，因?yàn)楸救擞H測(cè)，親水碳布和生碳布沒有太大區(qū)別，一般的涂料用親水碳布和生碳布差別不大。如果需要吸附效果好的涂敷，可以直接用活性碳布，因?yàn)槠溆H水效果，涂敷分散好滴一批。特別是對(duì)負(fù)載量要求大的和負(fù)載要求均勻的，可以用活性碳布，這個(gè)負(fù)載量比一般碳布大很多。如果只需要涂敷在集流體上，作為催化，或者電極材料的載體，那用生碳紙就可以。 2) 材料生長(zhǎng)負(fù)載 一般電鍍，沉積，生長(zhǎng)或者化學(xué)反應(yīng)負(fù)載的話，比較好用的是活性炭布，這個(gè)的負(fù)載量比一般的碳布可以多幾個(gè)數(shù)量級(jí)，因?yàn)檫@個(gè)表面有很多活性位點(diǎn)，表面很容易負(fù)載，生長(zhǎng)一些納米材料，對(duì)于碳布基地生長(zhǎng)的材料，這個(gè)碳布是比較好的優(yōu)選�；钚蕴疾忌祥T比較容易生長(zhǎng)一些納米材料，其他碳布因?yàn)橛惺杷畬�，還有表面無(wú)活性位點(diǎn)，即使用強(qiáng)酸處理過，強(qiáng)行增加活性位點(diǎn)，也不容易生長(zhǎng)物質(zhì)。本人親測(cè)過，用親水碳布水熱法生長(zhǎng)材料上去，結(jié)果基本都沒有生長(zhǎng)上去，都脫落了。還有長(zhǎng)mof也是，在表面合成的非常不均勻，東一塊，西一塊的，非常不均勻，用活性碳布的就好很多，控制生長(zhǎng)速度可以得到比較均勻的生長(zhǎng)層。水熱反應(yīng)可以得到很均勻的物質(zhì)生長(zhǎng)在活性碳布上，還有 3) 液流電池，燃料電池集流體 液流電池和燃料電池集流體需要較高的電導(dǎo)率，還有密集的孔道，因此可以用生碳布作為集流體，也可也嘗試用接觸面積較大的活性碳布作為集流體。電池界面可以充分接觸和導(dǎo)電就行，碳布活性位點(diǎn)越多越好，可以有利于氣體和液相界面的反應(yīng)。 a.該文由電泳原創(chuàng)，并保留對(duì)該文的所有權(quán)，如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系作者! b.該文是一般性的科普宣傳文章，不是實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)文章:如需選擇合適的材料，請(qǐng)結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)、文獻(xiàn)。 |
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2018一蓑煙雨
新蟲 (小有名氣)
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| 補(bǔ)充一下，怎么獲取科研用的碳布，這個(gè)里面有，https://mp.weixin.qq.com/s/HAPJoO_I8bHGsdnabLsFig這里面有，科研用的碳布，講的很詳細(xì)，也有采購(gòu)?fù)緩? |
2樓2023-02-21 17:56:29
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