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碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类,如图1。

石墨是制铅笔芯的原料之一,在16世纪被发现后,曾被误认为是含铅的物质。直到18世纪,化学家将石墨与KNO3共熔后产生CO2 , 才确定了它是含碳的物质。

碳纤维既有碳材料的固有本质特性,又有纺织纤维的柔软可加工性,综合性能优异。目前,我国已形成碳纤维生产、碳纤维复合材料成型、应用等产业链,碳纤维复合材料应用领域分布如图2。

科学界不断研发出新型碳材料,碳气凝胶就是其中一种。碳气凝胶具有优良的吸附性能,在环境净化中发挥重要作用。我国科研人员在不同温度下制备了三种碳气凝胶样品,比较其对CO2的选择性吸附性能。他们在不同压强下测定了上述样品对混合气体中CO2吸附的选择性值,实验结果如图3。图中选择性值越高,表明碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好。

随着科学技术的发展,碳材料的潜能不断被激发,应用领域越来越广泛。

(原文作者虞勇、高奇、林刚、乔旭等,有删改)

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