纳米材料化学成分、特异性动物毒性和细胞培养毒性研究、监测纳米气溶胶暴露所选仪器和技术、生物安全柜的特点.pdfVIP

GB/T33715—XXXX/ISO/TR12885：2018

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附录A

（资料性）

纳米材料的主要化学成分

A.1碳纳米物体及相关碳纳米材料

A.1.1富勒烯

富勒烯是由偶数个碳原子组成的，12个五元环、其余为六元环的密闭笼状多环分子。富勒烯衍生

[330]

物是由富勒烯通过取代碳或共价连接官能团形成的化合物。富勒烯可以设想成碳原子与三个最近邻

碳原子通过化学键构成的球状笼子的一个化学实体。其中众所周知的一个例子是足球状的C富勒烯，

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也称为巴克球。富勒烯分子可以包含28至超过100个碳原子。有一些实验研究报道了含有1500个原子，

[331][332]

直径为8.2nm的富勒烯分子。从理论计算来考虑，更大的富勒烯分子也可能存在。称作碳纳米

[333]

洋葱的多壳层类富勒烯纳米颗粒尺寸可以从4nm至36nm。人们正积极研究富勒烯广泛的潜在应用，

包括锂离子电池、太阳能电池、燃料电池、气体（氧气、氢气和甲烷）储存材料、添加剂（用于塑料、

石油和橡胶）、造影剂以及癌症和艾滋病的治疗。

A.1.2炭黑

炭黑是由碳氢化合物的不完全燃烧或热分解产生的一种主要为碳元素的工程材料。炭黑为球状初级

[334]

颗粒形成的葡萄串状聚集体，表现出初级颗粒间尺寸的均一性及涡轮层结构。

炭黑表现出多级次的形貌特征：颗粒（即初级颗粒）、聚集体和团聚体。虽然炭黑的基本组成为初

级颗粒，但它们几乎不孤立存在，而是通过共价键融合成聚集体。

注：除热裂炭黑之外，炭黑普遍具有上述特性。热裂炭黑中初级颗粒可以孤立存在，并且聚集体中初级颗粒的尺寸

不一定是均匀的。

初级颗粒只是概念性的，因为一旦聚集体形成，初级颗粒就不再存在。初级颗粒不再是离散的，之

间也没有物理边界。产生的多个聚集体通过范德华力结合在一起形成团聚体。只有施加足够大的力（如

剪切力），团聚体才会分解成更小的组分。初级颗粒和聚集体的尺寸具有一定的分布特征，并与炭黑的

等级相关。透射电子显微镜图片表明，对于特定等级的炭黑，虽然初级颗粒和聚集体的尺寸变化很大，

但聚集体中初级颗粒的尺寸基本均一。

在形态方面，市场上的炭黑通常处于团聚状态。团聚体尺寸通常为1μm～100μm以上。炭黑的最

小分散单位是聚集体。聚集体的尺寸通常为85nm～500nm。

大约90%的炭黑用于橡胶领域，其余部分作为基本成分用于数百种不同的应用，如塑料、颜料和

[335]

涂料。

A.1.3碳纳米纤维和碳卷