Les matériaux à base de carbone jouent un rôle essentiel dans diverses industries en raison de leurs propriétés uniques. Nous explorons ici cinq matériaux à base de carbone courants :biochar, charbon actif, noir de carbone, graphite et graphène. Selon leur connexion interne, nous les divisons ici en trois groupes pour une introduction plus structurée.
Comprendre cinq matériaux à base de carbone courants
Groupe 1 : Biochar et charbon actif
Biochar
- Technologie de production:Le biochar est produit par pyrolyse de la biomasse, un processus qui implique une décomposition thermique dans un environnement limité en oxygène.
- Caractéristiques:Il a une teneur élevée en carbone, une structure poreuse, d'excellentes propriétés d'amendement du sol et est structurellement stable.
- Utilisations:Le biochar est largement utilisé pour l’amélioration des sols et la séquestration du carbone, contribuant ainsi à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à améliorer la productivité agricole.
Charbon actif
- Technologie de production:Le charbon actif est dérivé du biochar par d’autres processus d’activation chimique ou physique, tels que la vapeur ou le traitement chimique, pour augmenter sa porosité.
- Caractéristiques:Il est très poreux avec une grande surface et possède de fortes capacités d'adsorption.
- Utilisations:Le charbon actif est principalement utilisé pour la purification de l’eau et de l’air, l’adsorption de gaz, la décoloration et comme support de catalyseur.
Groupe 2 : Noir de carbone
- Technologie de production:Le processus de production peut utiliser l'une des nombreuses méthodes de production différentes, notamment l'utilisation d'un four à mazout, d'une lampe, d'un canal, d'un four à gaz, d'un processus de décomposition de l'acétylène et de pyrolyse thermique.
- Caractéristiques:Il présente une taille de particule fine, une surface spécifique élevée, une bonne conductivité électrique, une forte capacité de coloration noire et une stabilité chimique.
- Utilisations:Il est principalement utilisé comme charge et pigment dans les produits en caoutchouc (comme les pneus), les encres et les revêtements.
Groupe 3 : Graphite et graphène
Graphite
- Technologie de production:Le graphite peut être obtenu par l’extraction et le raffinage de minerais naturels ou produit par des méthodes synthétiques pour créer du graphite de haute pureté.
- Caractéristiques:Le graphite est un matériau en carbone naturel composé de couches superposées de graphène. Il est connu pour son excellente conductivité électrique, sa résistance à la chaleur et ses propriétés lubrifiantes.
- Utilisations:Il est principalement utilisé dans les mines de crayon, les lubrifiants, les matériaux d'électrodes, les matériaux réfractaires et comme modérateur dans les réacteurs nucléaires. Il est également utilisé dans la production de batteries et de matériaux conducteurs.
Le graphène
- Technologie de production:Le graphène peut être extrait du graphite à l’aide de techniques telles que l’exfoliation mécanique et le dépôt chimique en phase vapeur, avec un contrôle précis nécessaire pendant la production pour maintenir sa structure monocouche et ses avantages en termes de performances.
- Caractéristiques:Le graphène est un matériau bidimensionnel formé d'une seule couche d'atomes de carbone disposés en treillis. Il présente une conductivité électrique, une conductivité thermique, une résistance et une flexibilité exceptionnelles, ce qui lui vaut le titre de « roi des matériaux ».
- Utilisations:Il est largement utilisé dans les appareils électroniques, le stockage d’énergie, les supercondensateurs, les cellules solaires, les nanocomposites et les applications biomédicales.
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