《碳材料的探究情况和发展趋势文献综述》3600字

碳材料的研究情况和发展趋势文献综述目录TOC\o"1-2"\h\u5005碳材料的研究情况和发展趋势文献综述 130188关键词：碳材料；研究情况；发展趋势 115480一、碳材料的研究情况 11614二、碳材料的发展趋势 323818三、总结 522030参考文献 5摘要：碳材料主要由碳元素组成的无恒定结构及性质的材料，以碳元素为唯一构成元素的\t"/item/%E7%BA%B3%E7%B1%B3%E7%A2%B3%E6%9D%90%E6%96%99/_blank"碳素材料具有各式各样的性质，相关新材料还不断被发现和制备。并且碳碳素材料非常有益，在各种领域应用广泛。因此本研究对碳材料的应用群情况和发展趋势进行综述。关键词：碳材料；研究情况；发展趋势一、碳材料的研究情况关于碳材料的研究情况，研究者主要从细分碳材料领域进行展开，研究各种碳材料在相关领域的应用情况。宁汇（2021）从石油沥青的化学组成、碳化机理、构效关系等角度对近年来石油沥青基碳材料的制备及其在电化学领域的典型应用进行综述,并对其未来发展方向提供建议[[][]宁汇,王路海,何盛宝,吴明铂.石油沥青基碳材料的电化学应用研究进展[J].石油炼制与化工,2021,52(10):38-45.王华燕（2021）认为具有精细生物分级结构、优异表面电化学活性和导电性,且环境友好、成本低廉的生物质基硬碳材料几乎可以作为SIB/PIB负极材料的优选,其固有的较大层间间距有利于半径较大的钠、钾离子的脱嵌。并且探究生物质碳材料作为SIB/PIB负极材料的最新研究进展,介绍具有不同微结构的生物质碳材料的制备方法,分析其电化学性能与结构的关系[[][]王华燕,陈慧鑫,张桥保,张力.生物质碳材料作为钠/钾离子电池负极材料的研究进展[J].中国材料进展,2021,40(08):596-606.孙雪娇（2021）介绍了MOFs基多孔碳材料的研究现状,重点探究了MOFs基多孔碳材料在气体(二氧化碳、氢气和挥发性有机物)吸附与分离领域的应用情况,并展望了MOFs基多孔碳材料在气体吸附与分离领域的发展方向,为将其更好地应用于气体吸附与分离领域提供了有价值的理论参考[[][]孙雪娇,王晨鹏,潘晓阳,柳宇彬,陈孔发,罗水源.MOFs基多孔碳材料在气体吸附与分离中的应用[J].科学通报,2021,66(27):3590-3603.李宇明（2021）从氮掺杂碳材料的制备及其在催化领域中的应用展开研究。常见的氮掺杂碳材料主要利用含氮前驱体,通过后合成法、原位合成法、催化生长法和模板法进行制备。通过改变前驱体种类、处理条件等制备参数,可实现孔道结构、氮物种类型、氮物种掺杂量及其与活性物种相互作用等性质的调变。开发大规模经济环保的制备方法,推动对缺陷构筑以及氮物种与活性组分相互作用机制的研究,是未来重要的研究方向。氮掺杂碳材料在催化领域表现出优越的性能,有望成为催化剂开发的前瞻领域,推动相关工业技术的进步[[][]李宇明,刘梓烨,张启扬,王雅君,崔国庆,姜桂元,贺德华.氮掺杂碳材料的制备及其在催化领域中的应用[J].化工学报,2021,72(08):3919-3932.顾洋（2021）研究了碳材料在锂-氧气电池和锂-二氧化碳电池中的应用,包括商业碳材料、碳纳米材料、杂原子修饰的碳材料、金属及其氧化物修饰的碳材料和生物质衍生碳材料,系统归纳了采用碳材料作为空气阴极的锂-氧气电池和锂-二氧化碳电池性能提升的原因,为未来设计高性能的锂-氧气和锂-二氧化碳电池用碳材料提供了指导[[][]顾洋,王朕,吴宏坤,李雪,曾晓苑.碳材料在锂-氧气/锂-二氧化碳电池中的应用综述[J].稀有金属与硬质合金,2021,49(02):52-56+89.李丹妮（2021）认为通过对碳材料的孔结构调控和表面改性,或与电容较高的其他材料进行复合,可以明显提高碳材料比电容和能量密度,使超级电容器电化学性能提高。本文总结了近年来国内外纤维素基碳材料制备方法、性能调控及其在超级电容器方面的应用进展。最后,对纤维素基碳材料未来的研究方向和发展进行了展望[[][]李丹妮,白秋红,舒羽,白林,陈邦,李聪,申烨华,宇山浩.纤维素基碳材料及其在超级电容器中的应用进展[J].功能材料,2021,52(02):2078-2084.吴海霞（2020）研究表明多孔碳材料具有孔道结构可调、比表面积高、高空隙率、稳定性好等优点,被广泛应用于催化剂载体、超级电容器、吸附剂和气体储存等领域。文章从多孔碳材料的分类、制备方法和应用现状等层面进行了详细的探讨,重点叙述了目前多孔碳材料的常用制备方法,对其具体应用领域做了详细梳理[[][]吴海霞,秦玉明,温冲.多孔碳材料的研究进展及应用[J].化工设计通讯,2020,46(04):168+186.柯萍（2020）认为通过对碳材料进行氮掺杂改性,可强化碳材料的性能从而拓宽其应用领域。总结了近年来国内外对氮掺杂改性碳材料的研究进展,详细介绍了利用活化法、水热法、化学气相沉积法、模板法、溶胶-凝胶法和后处理法制备氮掺杂改性碳材料的方法,对其在催化剂、吸附材料、超级电容器、储氢等领域上的应用作了详细介绍[[][]柯萍,曾丹林,邢辉,崔佳伟,李欣,覃荣华.氮掺杂改性碳材料的研究进展[J].应用化工,2020,49(07):1818-1822.DOI:10.16581/ki.issn1671-3206.20200416.006.张英杰（2018）首先介绍了锂空气电池的分类,并阐述了非水系锂空气电池的工作原理,回顾了传统碳材料和新型碳材料作为催化剂在锂空气电池中的应用,指出了纯碳材料的优势和不足,综述了杂元素(N、P、S等)的引入对碳材料催化性能的优化。重点讨论了N元素掺杂对氧还原反应的促进作用,强调了金属或金属氧化物的负载有利于氧析出反应,从而构建具有双功能的阴极催化剂。并简要介绍了具有金属-有机骨架等空间结构的新型材料在锂空气电池中的应用,就锂空气电池的发展前景进行了展望[[][]张英杰,章艳佳,曾晓苑,李雪,朱子翼,董鹏.掺杂碳材料在锂空气电池中的应用研究进展[J].化工进展,2018,37(03):1047-1053.DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0709.肖南（2016）介绍了以煤沥青为原料合成高性能功能碳材料的主要技术,重点阐述了以煤沥青为原料制备中间相沥青、多孔碳材料、碳纤维、二维纳米碳材料及碳基复合材料的研究进展。分析表明,高芳香性和高缩合度分子结构所引起的强π-π相互作用是阻碍煤沥青基高性能功能碳材料设计合成的瓶颈问题。通过催化聚合、氧化、共热解等技术手段可有效改善煤沥青分子结构及其物理、化学性质。结合模板复制、物理/化学活化、界面诱导以及催化石墨化等技术可实现多种功能性碳材料结构设计与表面化学性质调控。发展煤沥青分子结构调控新技术作为改善煤沥青基碳材料性能的重要策略,需要系统深入研究[[][]肖南,邱介山.煤沥青基功能碳材料的研究现状及前景[J].化工进展,2016,35(06):1804-1811.二、碳材料的发展趋势关于碳材料的发展趋势，主要是对涉及碳材料的产业发展情况及未来方向进行分析，或者对碳材料在某个领域的应用前景进行研究。周伶俐（2022）研究表明推动常州碳材料产业链与创新链融合发展的对策包括：注重规划引领,从顶层设计推动双链融合；注重需求导向,提升产业链整合创新资源的能力；注重技术驱动,提升创新链供给能力和服务水平；注重要素配套,完善影响双链交融的资金链和人才链；注重信息融通,构建双链对接的全流程科技服务体系等[[][]周伶俐,高岩,苏东艳.常州新型碳材料产业链与创新链融合发展对策研究[J].江苏科技信息,2022,39(13):5-8.张牧（2021）认为碳材料因廉价易得、导电性好、比表面积大等优势成为倍具吸引力的电极材料,然而其比容量较低,目前致力于开发高性能的碳基的电极材料仍然非常必要。基于此,本文重点总结了碳基电极材料结构与性能之间的关系,并对其发展趋势进行了展望[[][]张牧,周启航.超级电容器碳基电极材料的主要发展趋势[J].中阿科技论坛(中英文),2021(10):85-87.周伶俐（2021）认为碳材料是世界各国发展高新技术、国防尖端技术及改造传统产业的物质基础和技术先导,已成为衡量一个国家科技水平、军事和经济实力的标志之一。文章通过世界碳材料发展历程、市场发展现状的文献分析及国内典型地区发展碳材料竞争力的对比分析,从产业链角度把握江苏常州先进碳材料产业发展优势,辨别薄弱环节,针对问题探寻发展路径和对策建议,以期有效推进常州碳材料产业向集群化、高端化方向发展,同时为其他地区产业战略部署提供借鉴[[][]周伶俐,任文媛.江苏常州先进碳材料产业发展路径研究[J].企业科技与发展,2021(07):11-14.饶志鹏（2021）认为厦门经济特区改革开放发展40年来,已初步形成高素质的创新创业之城、高颜值的生态花园之城。当下,厦门正积极对未来产业进行前瞻谋划、抢先布局,开启高质量发展的新征程。未来产业,代表未来科技和产业发展新方向,发展潜力巨大,对经济、社会具有全局带动和重大引领作用。未来产业中的先进碳材料产业,如石墨烯、碳纤维、富勒烯及碳纳米管等材料产业的发展和运用将会影响现有诸多产业的未来走向[[][]饶志鹏.厦门发展先进碳材料产业的思路和路径探讨[J].厦门科技,2021(03):11-15.刘胜洋（2021）认为低碳材料是当今社会在绿色化景观中的重要设计要素,景观雕塑的实际设计中逐渐实现了对低碳材料的使用,如今社会在进步,环保意识逐渐在人群中普及；同时,城市规划以及景观雕塑也要迎合新形势,践行资源节约以及环境保护的原则,这符合可持续发展的各类要求[[][]刘胜洋.低碳材料在景观雕塑中的运用方式分析[J].艺术市场,2021(02):104-107.刘双莹（2020）认为纳米碳材料表征技术对纳米碳材料的理论研究与应用有着举足轻重的作用,是纳米碳材料研究与多种应用交叉融合的技术。纳米碳材料表征技术推动纳米碳材料的发展[[][]刘双莹.纳米碳材料表征手段的发展状况[J].当代化工研究,2020(24):4-5.李金昊（2020）认为微孔碳材料具有稳定性好、高比表面积、表面容易改性等一系列优点,将杂原子掺杂在微孔碳材料中,可以使其性能得到进一步的优化,扩大应用的范围。大量实验研究表明,开发杂原子掺杂微孔碳材料具有更加广阔的前景[[][]李金昊,代钢,贾美林,阿古拉.杂原子掺杂微孔碳材料的研究进展[J].应用化工,2020,49(10):2608-2612.盛夏（2018）认为碳材料作为一种性能优异的材料在航空、汽车和多个领域展现出了巨大的应用潜力,其优异的性能在体育器材领域也得到了广泛应用。介绍了碳材料在体育器材方面的优势和应用,并对碳材料在未来体育器材领域的应用前景进行了展望[[][]盛夏.碳材料在体育器材中的应用[J].塑料工业,2018,46(07):125-128+132.宁汇（2018）从石油沥青氢碳比低且富含多环芳烃的特点出发,针对电化学储能应用领域,重点综述和展望了石油沥青基纳米碳材料的制备、改性及其在二次电池和超级电容器电极材料方面的应用研究进展,为石油沥青的高附加值利用提供技术方法和研究思路[[][]宁汇,赵青山,张浩然,李忠涛,吴文婷,王路海,吴明铂.石油沥青基碳材料在电化学储能中的应用[J].中国科学:化学,2018,48(04):329-341.赵子龙（2017）以一步水热法制备泡沫镍/碳/石墨烯电极材料实验为基础,通过搅匀、水洗、酸性、烘干、涂片等工序对电极材料的制备进行了详细设计和严格控制。然后采用电化学工作站对电极材料的性能进行了测试,采用扫描电子显微镜对材料的微观形貌进行了表征。结合国内外相关报道文献对石墨烯在碳材料领域的应用进行分析,认为碳材料在我国大力发展清洁能源和新能