碳材料的研究情況和發(fā)展趨勢(shì)文獻(xiàn)綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u5005碳材料的研究情況和發(fā)展趨勢(shì)文獻(xiàn)綜述 130188關(guān)鍵詞：碳材料；研究情況；發(fā)展趨勢(shì) 115480一、碳材料的研究情況 11614二、碳材料的發(fā)展趨勢(shì) 323818三、總結(jié) 522030參考文獻(xiàn) 5摘要：碳材料主要由碳元素組成的無(wú)恒定結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的材料，以碳元素為唯一構(gòu)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樣的性質(zhì)，相關(guān)新材料還不斷被發(fā)現(xiàn)和制備。并且碳碳素材料非常有益，在各種領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。因此本研究對(duì)碳材料的應(yīng)用群情況和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行綜述。關(guān)鍵詞：碳材料；研究情況；發(fā)展趨勢(shì)一、碳材料的研究情況關(guān)于碳材料的研究情況，研究者主要從細(xì)分碳材料領(lǐng)域進(jìn)行展開，研究各種碳材料在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用情況。寧匯（2021）從石油瀝青的化學(xué)組成、碳化機(jī)理、構(gòu)效關(guān)系等角度對(duì)近年來(lái)石油瀝青基碳材料的制備及其在電化學(xué)領(lǐng)域的典型應(yīng)用進(jìn)行綜述,并對(duì)其未來(lái)發(fā)展方向提供建議[[][]寧匯,王路海,何盛寶,吳明鉑.石油瀝青基碳材料的電化學(xué)應(yīng)用研究進(jìn)展[J].石油煉制與化工,2021,52(10):38-45.王華燕（2021）認(rèn)為具有精細(xì)生物分級(jí)結(jié)構(gòu)、優(yōu)異表面電化學(xué)活性和導(dǎo)電性,且環(huán)境友好、成本低廉的生物質(zhì)基硬碳材料幾乎可以作為SIB/PIB負(fù)極材料的優(yōu)選,其固有的較大層間間距有利于半徑較大的鈉、鉀離子的脫嵌。并且探究生物質(zhì)碳材料作為SIB/PIB負(fù)極材料的最新研究進(jìn)展,介紹具有不同微結(jié)構(gòu)的生物質(zhì)碳材料的制備方法,分析其電化學(xué)性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系[[][]王華燕,陳慧鑫,張橋保,張力.生物質(zhì)碳材料作為鈉/鉀離子電池負(fù)極材料的研究進(jìn)展[J].中國(guó)材料進(jìn)展,2021,40(08):596-606.孫雪嬌（2021）介紹了MOFs基多孔碳材料的研究現(xiàn)狀,重點(diǎn)探究了MOFs基多孔碳材料在氣體(二氧化碳、氫氣和揮發(fā)性有機(jī)物)吸附與分離領(lǐng)域的應(yīng)用情況,并展望了MOFs基多孔碳材料在氣體吸附與分離領(lǐng)域的發(fā)展方向,為將其更好地應(yīng)用于氣體吸附與分離領(lǐng)域提供了有價(jià)值的理論參考[[][]孫雪嬌,王晨鵬,潘曉陽(yáng),柳宇彬,陳孔發(fā),羅水源.MOFs基多孔碳材料在氣體吸附與分離中的應(yīng)用[J].科學(xué)通報(bào),2021,66(27):3590-3603.李宇明（2021）從氮摻雜碳材料的制備及其在催化領(lǐng)域中的應(yīng)用展開研究。常見的氮摻雜碳材料主要利用含氮前驅(qū)體,通過(guò)后合成法、原位合成法、催化生長(zhǎng)法和模板法進(jìn)行制備。通過(guò)改變前驅(qū)體種類、處理?xiàng)l件等制備參數(shù),可實(shí)現(xiàn)孔道結(jié)構(gòu)、氮物種類型、氮物種摻雜量及其與活性物種相互作用等性質(zhì)的調(diào)變。開發(fā)大規(guī)模經(jīng)濟(jì)環(huán)保的制備方法,推動(dòng)對(duì)缺陷構(gòu)筑以及氮物種與活性組分相互作用機(jī)制的研究,是未來(lái)重要的研究方向。氮摻雜碳材料在催化領(lǐng)域表現(xiàn)出優(yōu)越的性能,有望成為催化劑開發(fā)的前瞻領(lǐng)域,推動(dòng)相關(guān)工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步[[][]李宇明,劉梓燁,張啟揚(yáng),王雅君,崔國(guó)慶,姜桂元,賀德華.氮摻雜碳材料的制備及其在催化領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].化工學(xué)報(bào),2021,72(08):3919-3932.顧洋（2021）研究了碳材料在鋰-氧氣電池和鋰-二氧化碳電池中的應(yīng)用,包括商業(yè)碳材料、碳納米材料、雜原子修飾的碳材料、金屬及其氧化物修飾的碳材料和生物質(zhì)衍生碳材料,系統(tǒng)歸納了采用碳材料作為空氣陰極的鋰-氧氣電池和鋰-二氧化碳電池性能提升的原因,為未來(lái)設(shè)計(jì)高性能的鋰-氧氣和鋰-二氧化碳電池用碳材料提供了指導(dǎo)[[][]顧洋,王朕,吳宏坤,李雪,曾曉苑.碳材料在鋰-氧氣/鋰-二氧化碳電池中的應(yīng)用綜述[J].稀有金屬與硬質(zhì)合金,2021,49(02):52-56+89.李丹妮（2021）認(rèn)為通過(guò)對(duì)碳材料的孔結(jié)構(gòu)調(diào)控和表面改性,或與電容較高的其他材料進(jìn)行復(fù)合,可以明顯提高碳材料比電容和能量密度,使超級(jí)電容器電化學(xué)性能提高。本文總結(jié)了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外纖維素基碳材料制備方法、性能調(diào)控及其在超級(jí)電容器方面的應(yīng)用進(jìn)展。最后,對(duì)纖維素基碳材料未來(lái)的研究方向和發(fā)展進(jìn)行了展望[[][]李丹妮,白秋紅,舒羽,白林,陳邦,李聰,申燁華,宇山浩.纖維素基碳材料及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用進(jìn)展[J].功能材料,2021,52(02):2078-2084.吳海霞（2020）研究表明多孔碳材料具有孔道結(jié)構(gòu)可調(diào)、比表面積高、高空隙率、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于催化劑載體、超級(jí)電容器、吸附劑和氣體儲(chǔ)存等領(lǐng)域。文章從多孔碳材料的分類、制備方法和應(yīng)用現(xiàn)狀等層面進(jìn)行了詳細(xì)的探討,重點(diǎn)敘述了目前多孔碳材料的常用制備方法,對(duì)其具體應(yīng)用領(lǐng)域做了詳細(xì)梳理[[][]吳海霞,秦玉明,溫沖.多孔碳材料的研究進(jìn)展及應(yīng)用[J].化工設(shè)計(jì)通訊,2020,46(04):168+186.柯萍（2020）認(rèn)為通過(guò)對(duì)碳材料進(jìn)行氮摻雜改性,可強(qiáng)化碳材料的性能從而拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。總結(jié)了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)氮摻雜改性碳材料的研究進(jìn)展,詳細(xì)介紹了利用活化法、水熱法、化學(xué)氣相沉積法、模板法、溶膠-凝膠法和后處理法制備氮摻雜改性碳材料的方法,對(duì)其在催化劑、吸附材料、超級(jí)電容器、儲(chǔ)氫等領(lǐng)域上的應(yīng)用作了詳細(xì)介紹[[][]柯萍,曾丹林,邢輝,崔佳偉,李欣,覃榮華.氮摻雜改性碳材料的研究進(jìn)展[J].應(yīng)用化工,2020,49(07):1818-1822.DOI:10.16581/ki.issn1671-3206.20200416.006.張英杰（2018）首先介紹了鋰空氣電池的分類,并闡述了非水系鋰空氣電池的工作原理,回顧了傳統(tǒng)碳材料和新型碳材料作為催化劑在鋰空氣電池中的應(yīng)用,指出了純碳材料的優(yōu)勢(shì)和不足,綜述了雜元素(N、P、S等)的引入對(duì)碳材料催化性能的優(yōu)化。重點(diǎn)討論了N元素?fù)诫s對(duì)氧還原反應(yīng)的促進(jìn)作用,強(qiáng)調(diào)了金屬或金屬氧化物的負(fù)載有利于氧析出反應(yīng),從而構(gòu)建具有雙功能的陰極催化劑。并簡(jiǎn)要介紹了具有金屬-有機(jī)骨架等空間結(jié)構(gòu)的新型材料在鋰空氣電池中的應(yīng)用,就鋰空氣電池的發(fā)展前景進(jìn)行了展望[[][]張英杰,章艷佳,曾曉苑,李雪,朱子翼,董鵬.摻雜碳材料在鋰空氣電池中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].化工進(jìn)展,2018,37(03):1047-1053.DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0709.肖南（2016）介紹了以煤瀝青為原料合成高性能功能碳材料的主要技術(shù),重點(diǎn)闡述了以煤瀝青為原料制備中間相瀝青、多孔碳材料、碳纖維、二維納米碳材料及碳基復(fù)合材料的研究進(jìn)展。分析表明,高芳香性和高縮合度分子結(jié)構(gòu)所引起的強(qiáng)π-π相互作用是阻礙煤瀝青基高性能功能碳材料設(shè)計(jì)合成的瓶頸問題。通過(guò)催化聚合、氧化、共熱解等技術(shù)手段可有效改善煤瀝青分子結(jié)構(gòu)及其物理、化學(xué)性質(zhì)。結(jié)合模板復(fù)制、物理/化學(xué)活化、界面誘導(dǎo)以及催化石墨化等技術(shù)可實(shí)現(xiàn)多種功能性碳材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與表面化學(xué)性質(zhì)調(diào)控。發(fā)展煤瀝青分子結(jié)構(gòu)調(diào)控新技術(shù)作為改善煤瀝青基碳材料性能的重要策略,需要系統(tǒng)深入研究[[][]肖南,邱介山.煤瀝青基功能碳材料的研究現(xiàn)狀及前景[J].化工進(jìn)展,2016,35(06):1804-1811.二、碳材料的發(fā)展趨勢(shì)關(guān)于碳材料的發(fā)展趨勢(shì)，主要是對(duì)涉及碳材料的產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況及未來(lái)方向進(jìn)行分析，或者對(duì)碳材料在某個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景進(jìn)行研究。周伶俐（2022）研究表明推動(dòng)常州碳材料產(chǎn)業(yè)鏈與創(chuàng)新鏈融合發(fā)展的對(duì)策包括：注重規(guī)劃引領(lǐng),從頂層設(shè)計(jì)推動(dòng)雙鏈融合；注重需求導(dǎo)向,提升產(chǎn)業(yè)鏈整合創(chuàng)新資源的能力；注重技術(shù)驅(qū)動(dòng),提升創(chuàng)新鏈供給能力和服務(wù)水平；注重要素配套,完善影響雙鏈交融的資金鏈和人才鏈；注重信息融通,構(gòu)建雙鏈對(duì)接的全流程科技服務(wù)體系等[[][]周伶俐,高巖,蘇東艷.常州新型碳材料產(chǎn)業(yè)鏈與創(chuàng)新鏈融合發(fā)展對(duì)策研究[J].江蘇科技信息,2022,39(13):5-8.張牧（2021）認(rèn)為碳材料因廉價(jià)易得、導(dǎo)電性好、比表面積大等優(yōu)勢(shì)成為倍具吸引力的電極材料,然而其比容量較低,目前致力于開發(fā)高性能的碳基的電極材料仍然非常必要?；诖?本文重點(diǎn)總結(jié)了碳基電極材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系,并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望[[][]張牧,周啟航.超級(jí)電容器碳基電極材料的主要發(fā)展趨勢(shì)[J].中阿科技論壇(中英文),2021(10):85-87.周伶俐（2021）認(rèn)為碳材料是世界各國(guó)發(fā)展高新技術(shù)、國(guó)防尖端技術(shù)及改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導(dǎo),已成為衡量一個(gè)國(guó)家科技水平、軍事和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的標(biāo)志之一。文章通過(guò)世界碳材料發(fā)展歷程、市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀的文獻(xiàn)分析及國(guó)內(nèi)典型地區(qū)發(fā)展碳材料競(jìng)爭(zhēng)力的對(duì)比分析,從產(chǎn)業(yè)鏈角度把握江蘇常州先進(jìn)碳材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì),辨別薄弱環(huán)節(jié),針對(duì)問題探尋發(fā)展路徑和對(duì)策建議,以期有效推進(jìn)常州碳材料產(chǎn)業(yè)向集群化、高端化方向發(fā)展,同時(shí)為其他地區(qū)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略部署提供借鑒[[][]周伶俐,任文媛.江蘇常州先進(jìn)碳材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑研究[J].企業(yè)科技與發(fā)展,2021(07):11-14.饒志鵬（2021）認(rèn)為廈門經(jīng)濟(jì)特區(qū)改革開放發(fā)展40年來(lái),已初步形成高素質(zhì)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)之城、高顏值的生態(tài)花園之城。當(dāng)下,廈門正積極對(duì)未來(lái)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行前瞻謀劃、搶先布局,開啟高質(zhì)量發(fā)展的新征程。未來(lái)產(chǎn)業(yè),代表未來(lái)科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展新方向,發(fā)展?jié)摿薮?對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)具有全局帶動(dòng)和重大引領(lǐng)作用。未來(lái)產(chǎn)業(yè)中的先進(jìn)碳材料產(chǎn)業(yè),如石墨烯、碳纖維、富勒烯及碳納米管等材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和運(yùn)用將會(huì)影響現(xiàn)有諸多產(chǎn)業(yè)的未來(lái)走向[[][]饒志鵬.廈門發(fā)展先進(jìn)碳材料產(chǎn)業(yè)的思路和路徑探討[J].廈門科技,2021(03):11-15.劉勝洋（2021）認(rèn)為低碳材料是當(dāng)今社會(huì)在綠色化景觀中的重要設(shè)計(jì)要素,景觀雕塑的實(shí)際設(shè)計(jì)中逐漸實(shí)現(xiàn)了對(duì)低碳材料的使用,如今社會(huì)在進(jìn)步,環(huán)保意識(shí)逐漸在人群中普及；同時(shí),城市規(guī)劃以及景觀雕塑也要迎合新形勢(shì),踐行資源節(jié)約以及環(huán)境保護(hù)的原則,這符合可持續(xù)發(fā)展的各類要求[[][]劉勝洋.低碳材料在景觀雕塑中的運(yùn)用方式分析[J].藝術(shù)市場(chǎng),2021(02):104-107.劉雙瑩（2020）認(rèn)為納米碳材料表征技術(shù)對(duì)納米碳材料的理論研究與應(yīng)用有著舉足輕重的作用,是納米碳材料研究與多種應(yīng)用交叉融合的技術(shù)。納米碳材料表征技術(shù)推動(dòng)納米碳材料的發(fā)展[[][]劉雙瑩.納米碳材料表征手段的發(fā)展?fàn)顩r[J].當(dāng)代化工研究,2020(24):4-5.李金昊（2020）認(rèn)為微孔碳材料具有穩(wěn)定性好、高比表面積、表面容易改性等一系列優(yōu)點(diǎn),將雜原子摻雜在微孔碳材料中,可以使其性能得到進(jìn)一步的優(yōu)化,擴(kuò)大應(yīng)用的范圍。大量實(shí)驗(yàn)研究表明,開發(fā)雜原子摻雜微孔碳材料具有更加廣闊的前景[[][]李金昊,代鋼,賈美林,阿古拉.雜原子摻雜微孔碳材料的研究進(jìn)展[J].應(yīng)用化工,2020,49(10):2608-2612.盛夏（2018）認(rèn)為碳材料作為一種性能優(yōu)異的材料在航空、汽車和多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力,其優(yōu)異的性能在體育器材領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。介紹了碳材料在體育器材方面的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用,并對(duì)碳材料在未來(lái)體育器材領(lǐng)域的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望[[][]盛夏.碳材料在體育器材中的應(yīng)用[J].塑料工業(yè),2018,46(07):125-128+132.寧匯（2018）從石油瀝青氫碳比低且富含多環(huán)芳烴的特點(diǎn)出發(fā),針對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域,重點(diǎn)綜述和展望了石油瀝青基納米碳材料的制備、改性及其在二次電池和超級(jí)電容器電極材料方面的應(yīng)用研究進(jìn)展,為石油瀝青的高附加值利用提供技術(shù)方法和研究思路[[][]寧匯,趙青山,張浩然,李忠濤,吳文婷,王路海,吳明鉑.石油瀝青基碳材料在電化學(xué)儲(chǔ)能中的應(yīng)用[J].中國(guó)科學(xué):化學(xué),2018,48(04):329-341.趙子龍（2017）以一步水熱法制備泡沫鎳/碳/石墨烯電極材料實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),通過(guò)攪勻、水洗、酸性、烘干、涂片等工序?qū)﹄姌O材料的制備進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和嚴(yán)格控制。然后采用電化學(xué)工作站對(duì)電極材料的性能進(jìn)行了測(cè)試,采用掃描電子顯微鏡對(duì)材料的微觀形貌進(jìn)行了表征。結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)報(bào)道文獻(xiàn)對(duì)石墨烯在碳材料領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行分析,認(rèn)為碳材料在我國(guó)大力發(fā)展清潔能源和新能