今天冷知识百科网小编 沈求风 给各位分享碳具有什么用途的知识,其中也会对碳在生活中的重要性(碳与生活)相关问题进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在我们开始吧!

碳在生活中的重要性

碳的单质有石墨、金刚石、无定形碳(活性炭、炭黑)以及碳-60等。它们对于我们的生活关系密切,作用重大。下面我们就来看看它们都有哪些作用吧。
金刚石是加工业最硬的超级磨料及耐磨界面、电子业最有效的散热材料、半导体最好的晶片、通讯元件最高频率的滤波器、音响最传真的振动膜、飞行物最透光的雷达罩、眼镜片最防刮伤的护膜、机件最稳定的抗腐层等等。金刚石具备如此多的优点是其它任何材料所没有的,毋庸置疑地成为人们所青睐的、最有用的工程材料与功能材料。超硬材料[主要指金刚石,还含立方氮化硼]随着合成技术发展的多样化,其在现代科学技术和现代工业中的应用选择机遇越来越宽,对国经济效益快速增长的贡献率越来越大,对传统产业技术水平的提升作用越来越显示出其王者的风范,如此优秀的材料其发展前途定将灿烂、美好!
CVD方法既可制得常规金刚石膜,也可获得纳米金刚石膜。CVD金刚石膜与静态高压高触媒法制得的单晶金刚石一样,具有很好的力学、热学、光学、电学等性能,目前已经广泛应用于各个领域,将成为未来金刚石材料发展的主流,不仅可以带来巨大的经济效益,更为重要的是把金刚石材料的全方位特性应用发挥到极致。纳米金刚石膜将成为CVD金刚石研究的一个热点。

石墨制品保持了鳞片石墨原有的化学特性即耐酸性、抗腐蚀和物理特性即耐高温3000℃耐低温-204℃,它的抗压强度大于800kg/Cm2,而且抗**,在450℃空气中失重1%,回弹率为15-50%(密度1.1-1.5)。还具有很强的自润滑性能。因此石墨制品已被广泛的应用在冶金、化工、石油化工、高能物理、航天、电子等方面。
利用石墨的特性,人们已经根据工程的需要又灵巧的制成了不同类型的制品:如高纯石墨制品、柔性石墨制品、复合石墨制品等等。为了提高使用性能还将石墨与纤维(包括合成纤维)、金属丝、金属网、金属加工板在一起制成复合石墨制品,而大大的增加了它的强度及弹性。复合石墨制品主要是与树脂类、合成橡胶、塑料(聚四氟材料、乙烯、丙烯等)冷压或热合两种,还有液体石墨制品(即石墨*等)及半液体石墨制品(即石墨润滑脂等)。石墨制品在广阔的领域里发挥着它密封、耐温、耐腐蚀、导电、保温、抗压、耐磨、抗**等重要作用,已引起国内外专家的普遍重视。当然石墨制品也在悄悄的进入现代化办公用品中,如江西一家档案用品厂利用石墨膨胀加工成一定吸附药品能力的可保持一年不失药性的防虫圆片。还有北墅石墨矿生产的石墨润滑带,为国内木材加工行业解决了砂光机(多半是进口砂光机)配件的急需难题,填补了国内同类产品的空白。总之石墨制品已愈来愈被各个工业部门所利用,石墨制品的市场是远大而广泛的。
人造石墨最重要的用途是制造电弧炼钢炉中的电极。人造石墨电极也被用于电解食盐水溶液来生产氯和氢**钠。石墨不与酸、碱、有机溶剂或无机溶剂起反应,这个特点使它广泛应用于食品、化工、石油等工业的各种工艺过程的设备中。石墨还被用于核反应堆中。
如果把某些人造纤维与塑性树脂混和并在压力下加热,它们就能成为碳纤维。这些纤维中的碳是以石墨的形式存在的。碳纤维的密度比钢低,但是强度和硬度都比钢好。它们被用于收音机的舱板和折翼,以及用在气象卫星和通讯卫星中。在体育用品中,碳纤维用于制造高尔夫球的棍棒、网球拍、钓鱼竿和自行车的三角架。

炭黑-应用
主要用作橡胶的补强剂和填料,其消耗量约为橡胶消耗量的一半,橡胶用炭黑占炭黑总量的94%,其中约60%用于轮胎制造。此外,也用作油墨、涂料和塑料的着色剂以及塑料制品的紫外光屏蔽剂。在许多其他制品,如电极、干电池、电阻器、**、化妆品及抛光膏中,它也是重要的助剂。

炉黑主要用于橡胶制品,炭黑的粒径越细,其补强性能越优越;炭黑结构度越高,其定伸应力及模量越高。细粒径的补强性品种主要用于轮胎胎面,赋予轮胎优良的耐磨性能。轮胎的其他部位,如胎侧、帘布层、带束缓冲层和内衬层,要求胶料耐曲挠龟裂、耐臭氧**、具有良好的回弹性和较低的生热性能,一般选用较粗粒径的半补强型(比表面积低于40m2/g)炉黑。

色素用槽黑广泛用于油墨、涂料和塑料中。油墨、特别是新闻油墨主要使用中色素槽黑。在涂料制造过程中,高色素槽黑赋予高级汽车面漆极好的黑度和光泽,中色素槽黑用于一般工业涂料。此外,中色素槽黑也常用作聚烯烃的紫外光屏蔽剂,用于提高塑料制品的耐候性。橡胶用槽黑主要用于轮胎特别是越野及工程轮胎的胎面胶,它赋予胎面较高的强度及良好的耐磨性能。

热裂黑主要用于橡胶制品。因粒径粗而补强性能差,仅用于要求最大限度填充增量的场合,如用于制造胶垫、胶管、海绵制品、密封圈、轮胎内衬层、胎圈胶以及绝缘制品等。

活性炭是一种多孔的炭化物,它是木材、煤炭、果壳等木质材料不完全燃烧后的产物。将木材、木屑、煤炭、果核、果壳等木质材料放在炭化设备内加热到适当的温度进行热分解,在热分解过程中它们就会发生一系列复杂的化学反应,结构产生变化,成为疏密多孔的黑色物质------活性炭。
活性炭名副其实,是一种充满吸附活性的炭化物,其成分除了炭之外,还包含少量的氢、氧、氮元素,在显微镜下可以看到它的表面之内就充满了不规则的六边形孔隙,就像是一团黑色的海绵。实际上,活性炭的孔隙比海绵要微小的多,也要密集的多,活性炭的孔隙半径最小可达到150纳米,最大的为20000纳米,而一纳米仅为十亿分之一米,是头发丝粗细的万分之一,也就是说活性炭身上的孔隙平均只有头发丝粗细的百分之一。这也正是活性炭具有强烈的吸附作用的原因。
除了物理吸附作用之外,活性炭还有化学吸附的功能,活性炭孔隙可以产生强大的引力将水和空气吸收到其中,而活性炭孔隙中的炭元素,氧元素等又可以与水和空气中的物质产生化学反应,将它们吸附到孔隙表面,就这样,水和空气中的绝大多数杂质里的有害物质被活性炭囚禁了起来,水和空气又变得洁净卫生了。
科学检测表明,活性炭由于充满不计其数,相互联结的孔隙,所以具有巨大的表面积,如果将一克活性炭内的孔隙全部延展开来,它的表面积能达到1000平方米,这大大超于人们的想象。巨大的表面积意味着活性炭能够与各种气体、液体充分接触,最大限度的捕捉吸附物质,因而它的净化功能没有谁可以匹敌。
活性炭的奇特性能使它广泛应用于空气净化,饮用水净化、污水处理和废气处理上,甚至是在食品加工和工业生产中,也活跃着它的身影。
我们经常饮用纯净水,实际上纯净水就来自于活性炭的净化,水源经过活性炭过滤后,杂质被留在了其中,出来的就是洁净可口的纯净水。前一阶段的松花江水源污染事故中,活性炭就发挥了极其重要的作用,它有效的吸附了有害化学物质,为人们带去完全放心的饮用水。同样,在污水处理中,活性炭依旧可以大显身手,它们的净化效率非常高。而且人们还发现将活性炭置于鱼缸中,可以保证水的清洁,使鱼儿更加的健康。
目前,越来越多的家庭开始接触活性炭,并将它们用于自己的生活中。
除了直接将包装好的活性炭放在屋中吸附有害气体外,一些厂子还将活性炭装进了空调中,还有一些城市将活性炭安装到汽车发动机的排气系统上,利用活性炭吸附汽车尾气,有效的净化了大气污染。
此外,活性炭疏密多孔的特性使它可以吸附部分电磁辐射,人们又将它做成了手机链,鼠标垫等,减少电磁波对身体的损害。




1991年,赫巴德(Hebard)等首先提出掺钾C60具有超导性,超导起始温度为18 K,打破了有机超导体(Et)2Cu[N(CN)2]Cl超导起始温度为12.8 K的纪录。不久又制备出Rb3C60的超导体,超导起始温度为29 K。表6-1列出了已合成的各种掺杂C60的超导体和超导起始温度,说明掺杂C60的超导体已进入高温超导体的行列。我国在这方面的研究也很有成就,北京大学和中国科学院物理所合作,成功地合成了K3C60和Rb3C60超导体,超导起始温度分别为8 K和28 K。有科学工作者预言,如果掺杂C240和掺杂C540,有可能合成出具有更高超导起始温度的超导体。
除了超导领域以外,C60在以下几个方面也具有广泛的应用前景。


①气体的贮存

利用C60独特的分子结构,可以将C60用作比金属及其合金更为有效和新型的吸氢材料。每一个C60分子中存在着30个碳碳双键,因此,把C60分子中的双键打开便能吸收氢气。现在已知的C60的稳定的氢化物有C60H24、C60H36和C60H48。

在控制温度和压力的条件下,可以简单地用C60和氢气制成C60的氢化物,它在常温下非常稳定,而在80 ℃~215 ℃时,C60的氢化物便释放出氢气,留下纯的C60,它可以被100%地回收,并被用来重新制备C60的氢化物。与金属或其合金的贮氢材料相比,用C60贮存氢气具有价格较低的优点,而且C60比金属及其合金要轻,因此,相同质量的材料,C60所贮存的氢气比金属或其合金要多。

C60不但可以贮存氢气,还可以用来贮存氧气。与高压钢瓶贮氧相比,高压钢瓶的压力为3.9×106 Pa,属于高压贮氧法,而C60贮氧的压力只有2.3×105 Pa,属于低压贮氧法。利用C60在低压下大量贮存氧气对于医疗部门、军事部门乃至商业部门都会有很多用途。


②有感觉功能的传感器

由于用C60薄膜做基质材料可以制成手指状组合型的电容器,用它来制成的化学传感器具有比传统的传感器尺寸小、简单、可再生和价格低等优点,可能成为传感器中颇具吸引力的一种候选产品。

③增强金属

提高金属材料的强度可以通过合金化、塑性变形和热处理等手段,强化的途径之一是通过几何交互作用,例如将焦炭中的碳分散在金属中,碳与金属在晶格中相互交换位置,可以引起金属的塑性变形,碳与金属形成碳化物颗粒,都能使金属增强。

在增强金属材料方面,C60的作用将比焦炭中的碳更好,这是因为C60比碳的颗粒更小、活性更高,C60与金属作用产生的碳化物分散体的颗粒大小是0.7 nm,而碳与金属作用产生的碳化物分散体的颗粒大小为2 μm~5 μm,在增强金属的作用上有较大差别。


④新型催化剂

在发现C60以后,化学家们开始探讨C60用于催化剂的可能性。C60具有烯烃的电子结构,可以与过渡金属(如铂系金属和镍)形成一系列络合物。例如C60与铂、锇可以结合成{[(C2H5)3P]2Pt}C60和C60OsO4·(四特丁基吡啶)等配位化合物,它们有可能成为高效的催化剂。

日本丰桥科技大学的研究人员合成了具有高度催化活性的钯与C60的化合物C60Pd6。中国武汉大学的研究人员合成了Pt(PPh3)2C60(PPh3为三苯基膦),对于硅氢加成反应具有很高的催化活性。


⑤光学应用

具有独特微观结构的C60具有特殊的光学性质,其中令人感兴趣的光学性质之一是光限制性,即在增加入射光的强度时,C60会使光学材料的传输性能降低。

光限制性对于保护眼睛具有重要意义。以C60的光学限制性为基础,可研制出光限制产品,它只允许在敏化阈值以下(即对眼的危险阈值以下)的光通过,这样就起到了保护人眼免受强光损伤的作用。


⑥癌细胞的**效应

C60经光激发后有很高的单线态氧的产率,而单线态氧与生物机体的生理生化功能、组织损伤、肿瘤以及光化治疗技术都有着重要关系。

当对C60的激发光强度达到4 000 lx时,癌细胞受单线态氧的作用已接近100%死亡,因此能有效地破坏癌细胞的质膜和细胞内的线粒体中质网和核膜等重要的癌细胞结构,从而导致癌细胞的损伤乃至死亡。

还有的研究指出,可以将肿瘤细胞的抗体附着在C60分子上,然后将带有抗体的C60分子引向肿瘤,也可以达到**肿瘤细胞的目的。


⑦其他医疗功能

C60的衍生物具有抑制人体免疫缺损蛋白酶的活性的功能。人体免疫缺损蛋白酶是一种导致***的**,因此,C60的衍生物有可能在防治***的研究上发挥作用。

C60还适宜于在生物系统中充当自由基清除剂和水溶性抗氧剂,自由基是导致某些疾病甚至肿瘤的有害物质,C60可望能够降低患病者血液中自由基的浓度,还可抑制畸形的和患病细胞的生长。

碳单质对于我们的生产、生活实在是作用太多太多了,太重要了。

举出木炭 五种用途

碳的作用是什么

碳在生活中的重要性

碳对于现有已知的所有生命系统都是不可或缺的,没有它,生命不可能存在。

除食物和木材以外的碳的主要经济利用是烃(最明显的是石油和天然气)的形式。原油由石化行业在炼油厂通过分馏过程来生产其他商品,包括汽油和煤油。

纤维素是一种天然的含碳的聚合物,从棉、麻、亚麻等植物中获取。纤维素在植物中的主要作用的维持植物本身的结构。来源于动物的具有商业价值的聚合物包括羊毛、羊绒、丝绸等都是碳的聚合物,通常还包括规则排列在聚合物主链的氮**和氧**。

碳及其化合物多种多样。碳还能与铁形成合金,最常见的是碳素钢;石墨和黏土混合可以制用于书写和绘画的铅笔芯,石墨还能作为润滑剂和颜料,作为玻璃制造的成型材料,用于电极和电镀、电铸,电动马达的电刷,也是核反应堆中的中子减速材料。

扩展资料:碳的化学性质:

1、在氧气中燃烧

2、在空气中燃烧

氧气充足时化学方程式:

氧气不足时化学方程式:

3、作为还原剂

碳还原**铜:

碳还原**铁:

碳还原二**碳:

与强**性酸反应:

4、稳定性

碳在“常温”下具有稳定性,不易反应,故古代名画现代能保存,书写档案要用碳素墨水。

参考资料:百度百科-碳

碳的化学性质说明碳的什么用途

碳的化学性质主要有常温下不活泼、还原性以及可燃性

由于C + O2 =点燃= CO2 ,具有可燃性的性质

所以,可以用木炭作燃料;

因为常温下碳的化学性质不活泼,为了让文件和资料保存的时间要长一些,

可以用碳素笔书写重要的文件和资料等;

又碳具有还原性,可以用于冶炼金属的化学生产中。

碳的作用

碳是一种非金属元素,位于元素周期表的第二周期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**碳或一**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**;在高温下,碳还能与许多金属反应,生成金属碳化物。碳具有还原性,在高温下可以冶炼金属。   碳的化合物中,只有以下化合物属于无机物:   碳的**物、硫化物:一**碳(CO)、二**碳(CO2)、二硫化碳(CS2)、碳酸盐、碳酸氢盐、氰一系列拟卤素及其拟卤化物、拟卤酸盐:氰(CN)2、氧氰,硫氰。   其它含碳化合物都是有机化合物。由于碳**形成的键都比较稳定,有机化合物中碳的个数、排列以及取代基的种类、位置都具有高度的随意性,因此造成了有机物数量极其繁多这一现象,目前人类发现的化合物中有机物占绝大多数。   有机物的性质与无机物大不相同,它们一般可燃、不易溶于水,反应机理复杂,现已形成一门**的分科--有机化学。 分布 碳存在于自然界中(如以金刚石和石墨形式),是煤、石油、沥青、石灰石和其它碳酸盐以及一切有机化合物的最主要的成分,在地壳中的含量约0.027%。碳是占生物体干重比例最多的一种元素。碳还以二**碳的形式在地球上循环于大气层与平流层。 在大多数的天体及其大气层中都存在有碳