Amorfe koolstof wat is, typen, eigenschappen, gebruik

Wat is amorfe koolstof?

Hij amorfe koolstof Het is alles die allotrope koolstof met structuren vol moleculaire defecten en onregelmatigheden. De term alotrope verwijst naar een enkel chemisch element, zoals koolstofatoom, vormt verschillende moleculaire structuren; sommige kristallijn, en anderen, zoals in dit geval, amorf.

Amorfe koolstof mist de kristallijne structuur met lange afstand die diamant en grafiet kenmerkt. Dit betekent dat het structurele patroon enigszins constant blijft als gebieden van de vaste stof zeer dicht bij elkaar worden gevisualiseerd; En wanneer ze ver weg zijn, worden hun verschillen duidelijk.

De fysische en chemische kenmerken of eigenschappen van amorfe koolstof verschillen ook van die van grafiet en diamant. Je hebt bijvoorbeeld het beroemde groentekool, product van houtverbranding. Dit is geen smeermiddel en het is ook niet briljant.

Er zijn verschillende soorten amorfe koolstof in de natuur en deze variëteiten kunnen ook op een synthetische manier worden verkregen. Een van de verschillende vormen van amorfe koolstof is koolstofzwart, geactiveerde koolstof, roet en groentekool.

Amorfe koolstof heeft belangrijk gebruik in de energievolgeringsindustrie, evenals in textiel- en sanitaire industrie.

Soorten amorfe koolstof

Er zijn verschillende criteria om ze te classificeren, zoals hun oorsprong, compositie en structuur. De laatste hangt af van de relatie tussen koolstofatomen met SP -hybridisaties² en sp³; dat wil zeggen, degenen die respectievelijk een vlak of een tetraëdron definiëren. Daarom kan de anorganische (mineralogische) matrix van deze vaste stoffen zeer complex worden.

Volgens zijn oorsprong

Er is amorfe koolstof van natuurlijke oorsprong, omdat het het product is van oxidatie en vormen van ontleding van organische verbindingen. Onder dit type koolstof zijn roet, steenkool en koolstof afgeleid van carbiden.

Kan u van dienst zijn: peroxiden: eigenschappen, nomenclatuur, gebruik, voorbeelden

Synthetische amorfe koolstof wordt geproduceerd door kathodische boogafzettingstechnieken en kathodische spray. Synthetisch zijn ze ook geproduceerde amorfe koolstofcoatings of amorfe koolstoffilms.

Structuur

Amorfe koolstof kan ook worden gegroepeerd in drie grote soorten, afhankelijk van het aandeel SP -links² of sp³ cadeau. Er is amorfe koolstof, die behoort tot de zogenaamde elementaire amorfe koolstof (AC), hydrogena amorfe koolstof (AC: H) en tetraëdrische amorfe koolstof (TA-C).

Elementaire amorfe koolstof

Vaak afgekort als AC of A-C, omvat geactiveerde koolstof- en kolenzwart. De variëteiten van deze groep worden verkregen door onvolledige verbranding van dier- en plantaardige stoffen; dat wil zeggen, ze verbranden met een stoichiometrisch zuurstoftekort.

Ze presenteren een groter deel van SP -links² In haar structuur of moleculaire organisatie. Ze kunnen zich voorstellen als een reeks gegroepeerde plannen, met verschillende oriëntaties in de ruimte, product van tetraëdrische koolstofatomen die heterogeniteit in het geheel vestigen.

Van hen zijn nanocomposieten met elektronische toepassingen en materiaalontwikkeling gesynthetiseerd.

Gehydrogeneerde amorfe koolstof

Afgekort als ac: h of doen. Onder hen is de roet, rook, steenkool geëxtraheerd als bitumen en asfalt. De roet is gemakkelijk te onderscheiden wanneer er een brand is in een berg rondom een ​​stad of stad, waar het wordt waargenomen in luchtstromen die het slepen in de vorm van zwarte breekbare zwarte bladeren.

Zoals de naam al aangeeft, bevat het waterstof, maar covalent gekoppeld aan koolstofatomen, en niet naar het moleculaire type (h₂)). Dat wil zeggen, er zijn C-H-links. Als een van deze bindingen waterstof afgeeft, is er een orbitaal met een elektron verdwenen. Als twee van deze ontbrekende elektronen zich heel dicht bij elkaar bevinden, zullen ze op elkaar inwerken, waardoor de zo -gekalde hangbindingen (gevaarlijke obligatie, in het Engels).

Kan u van dienst zijn: butanal: structuur, eigenschappen, gebruik en risico's

Met dit type waterstofmorige amorfe koolstof worden, films of coatings van lagere hardheid verkregen dan die gemaakt met de TA-C.

Tetraëdrische amorfe koolstof

Afgekort als TA-C, ook wel steenkool genoemd, vergelijkbaar met Diamond. Het bevat een groot deel van de SP -hybride bindingen³.

Deze classificatie behoort tot amorfe koolstoffilms of coatings, met amorfe tetraëdrische structuur. Ze missen waterstof, hebben een hoge hardheid en veel van hun fysische eigenschappen zijn vergelijkbaar met die van de diamant.

Moleculair bestaat het uit tetraëdrische koolstofatomen die geen structureel patroon met een lang bereik hebben; In de diamant blijft de volgorde constant in verschillende gebieden van het glas. TA-C kan een bepaalde volgorde of karakteristiek patroon voor een kristal presenteren, maar alleen in de korte afstand.

Samenstelling

Steenkool is georganiseerd als zwarte rotslagen, met andere elementen zoals zwavel, waterstof, stikstof en zuurstof. Vanaf hier ontstaan ​​amorfe koolstofatomen zoals de verdomde, turf, antraciet en bruinkool. Antraciet is van hen allemaal degene die de hoogste koolstofsamenstelling heeft.

Eigenschappen

De ware amorfe koolstof heeft π links met afwijkingen in de interatomische afstand en variatie in de linkhoek. Hebben SP Hybry Links² en sp³ waarvan de relatie varieert volgens het type amorfe koolstof.

De fysische en chemische eigenschappen zijn gerelateerd aan hun moleculaire organisatie en de microstructuur.

Over het algemeen presenteert het eigenschappen van hoge stabiliteit en hoge mechanische hardheid, hittebestendigheid en slijtvastheid. Bovendien wordt het gekenmerkt omdat het een hoge optische transparantie heeft, onder wrijvingscoëfficiënt en weerstand tegen verschillende corrosieve middelen.

Amorfe koolstof is gevoelig voor de effecten van bestraling, het heeft een hoge elektrochemische stabiliteit en elektrische geleidbaarheid, naast andere eigenschappen.

Kan u van dienst zijn: de 15 belangrijkste voorbeelden van alcoholen

Toepassingen

Elk van de verschillende soorten amorfe koolstof heeft zijn eigen kenmerken of eigenschappen, en zeer specifiek gebruik.

Houtskool

Steenkool is een fossiele brandstof, en daarom is het een belangrijke energiebron, die ook wordt gebruikt om elektriciteit te genereren. De milieu -impact van de kolenmijnindustrie en het gebruik ervan in elektrische energiecentrales worden tegenwoordig sterk besproken.

Geactiveerde koolstof

Het is nuttig om absorptie of selectieve filtratie van verontreinigingen van drinkwater, verkleuringoplossingen uit te voeren en kan zelfs zwavelgassen absorberen.

De zwarte steenkool

Zwarte steenkool wordt veel gebruikt bij de uitwerking van pigmenten, drukinkten en verscheidenheid aan schilderijen. Deze koolstof verbetert in het algemeen de sterkte en weerstand van de artikelen gemaakt met rubber.

Omdat het vullen op banden of banden zijn weerstand tegen slijtage verhoogt en de afbraakmaterialen veroorzaakt door zonlicht beschermt.

Amorfe koolstoffilms

Het technologische gebruik van amorfe koolstoffilms of coatings in variëteiten van platte en micro -elektronische schermapparaten neemt toe. Het aandeel SP -links² en sp³ Maakt amorfe koolstoffilms hebben optische en mechanische eigenschappen van dichtheid en hardheidsvariabele.

Ze worden ook gebruikt in antireflecterende coatings, in coatings voor radiologische bescherming, naast andere toepassingen.

Referenties

1. Amorfe steenkool. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
2. Amorfe koolstof. Opgehaald uit: Scientedirect.com