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碳表面亲疏水改性的研究进展 ／白 宇等 碳表面亲疏水改性的研究进展 白 宇，黄正宏 ，康飞宇 (清华大学材料科学与工程系先进材料教育部重点实验室，北京 100084) 摘要 亲疏水性质对于碳材料的实际应用具有重要意义。介绍并比较 了热烧结法、液相处理法、气相反应法 等改性方法对碳材料形貌、结构、化学组成及亲疏水性质的影响，分析 了各亲疏水改性方法的优缺点，指出了亲疏水 改性研 究的发展 方向。 关键词 碳材料 亲疏水性 改性 化学组成 中图分类号 ：TQ342．74 文献标识码 ：A RecentProgressinModificationofHydrophilic／Hydrophobic PropertiesofCarbonM aterials BAIYu，HUANG Zhenghong，KANG Feiyu (KeyLaboratoryofAdvancedMaterialsofMinistryofEducation，DepartmentofMaterialsScienceandEngineering， TsinghuaUniversity，Beijing100084) Abstract Thehydrophilic／hydrophobicpropertiesplayimportantrolesinthepracticalapplicationofcarbon materials．Theeffectsofdifferentmodificationmethodssuchasheatsintering．1iquidtreatmentandgas—phasereac— tion，onthestructure，chemicalcompositionandhydrophI1ic／hydrophobicpropertiesofcarbonmaterialsarereviewed， theadvantagesanddisadvantagesofvariousmethodsareanalyzed，andthedevelopmentdirectionofmodificationof hydrophilic／hydrophobicpropertiesispointedout． Keywords carbonmaterials，hydrophilic／hydrophobicproperties，modification，chemicalcomposition 素含量变化或在碳表面形成新 的价键 、官能团或使改性物质 0 引言 沉积在碳表面 ，从而对表面形貌 、结构、化学组成产生不同影 材料的亲疏水性控制一直是很多应用领域的研究热点， 响，进而调控亲疏水性质 ，提高碳材料的应用性能。本文综 如生物材料E、液相中分子探测l2]、污水 中分离和纯化l3]、液 述了碳表面亲疏水改性的不同方法，介绍并 比较了不 同方法 相或气相中异相催化 等。亲疏水性质影响材料表面与接 对碳材料结构、化学组成及亲疏水性质 的影响，并展望 了该 触物如催化剂 、溶剂、吸附质之间的相互作用 ，进而影响应用 领域今后 的研究方 向。 性能。在所有材料 中，碳黑、活性炭、碳纳米管、碳薄膜 、碳 1 热烧结法 (纳米)纤维、石墨烯等碳材料因具有优异 的化学、电学和力 学性质[5 而广泛应用于各个领域。因此 ，碳材料表面亲疏 热烧结法是将碳材料浸渍在含改性物质的液相中，再通 水改性研究对于实际应用具有重要意义。例如 ，在生物领 过中高温热处理使改性物质熔融与碳表面结合，从而调节碳 域 ，