碳布分類有哪些，做實驗的碳布怎么選，科研碳布怎么用，哪里可以獲取，一篇分享清楚

碳布是一種碳纖維織物，是通過隔絕空氣高溫碳化一些纖維得到的碳纖維織物，大約90%的碳纖維是由聚丙烯腈(PNV)制成的其余10%由人造絲或石油瀝青制成。碳布的生產(chǎn)一般需要經(jīng)過PAN纖維碳化(88-95%含碳量)、真空烘烤(99+%含碳量)，所制備而成的。

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碳纖維布的分類

碳布從性質(zhì)分類有兩大類

一，??? 工程類碳布

工程類碳布，主要是具有優(yōu)異的抗拉伸，抗斷裂性能的一類碳布。這類碳布的劃分，主要是從碳布材料機械性能作為劃分，很多工程碳布對力學(xué)性能上有特殊要求，比如需要較強的抗拉伸性能，拉伸強度等，比如跑車上用的碳布，就有很強的抗拉伸性能；工程建筑維修的碳布就有很強的抗拉性能；還有很多高級的魚竿，也是利用了工程碳布的抗拉伸性能。此類碳布還有眾多用處，但是不是本次主要的研究對象，此處就不做過多的展開。

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二，??? 科研類碳布

科研類碳布，主要是具有優(yōu)良導(dǎo)電性和表面活性吸附位點的碳布類型，此類碳布主要是具有較低的阻抗，也就是電阻低,因此可以用在各種電化學(xué)測試中。還有一部分碳布，表面會根據(jù)不同的需求，進行親水疏水的處理，或者活性位點的處理，使得該碳布可以滿足不同的電化學(xué)測試需求。注意需要提示一點的是，此處碳布為了電化學(xué)測試，是犧牲了一部分機械性能的，變得比較脆，一比較軟，有一些甚至可以用手撕開，不過這都不影響碳布的電化學(xué)測試。首先先對目前市場上已有的一些碳布概念做一個簡單的介紹：

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各種科研類型的碳布分類

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1.? 第一類

1.1生碳布（raw carbon cloth)

主要由PAN纖維碳化得到，生碳布基材不具有親水性，因其成分主要是碳（通常大于99wtF%）和氧，且由于在生產(chǎn)和運輸過程中表面積累粉塵，生碳布表現(xiàn)出弱疏水性。根據(jù)不同廠家的生產(chǎn)工藝，生碳布被生產(chǎn)出來時表現(xiàn)出不同的疏水程度。

1.2親水碳布（Hydrophilic carbon cloth)

一般是對生碳布進行化學(xué)氧化，酸處理，以使生碳布表面攜帶親水基團，如-OH,-S0O -NO-等，但是此類官能團不穩(wěn)定，隨著時間的推移容易分解脫落，導(dǎo)致親水碳布親水效果變差。

2.? 第二類

2.1疏水碳布（hydrophobi carbon cloth）

對生碳紙進行PTFE（聚四氟乙烯）處理，在表面涂敷一層疏水層，使得材料變得疏水。

2.2疏水微孔層碳布

對生碳紙進行PTFE處理成為疏水碳紙，其次在疏水碳紙表面用PTFE和微孔炭黑/石墨的混料進行涂布、烘干，得到的碳布。

3.? 第三類

活性碳布/CDD碳布（created defects & deficiencies carbon cloth）

經(jīng)過活化處理，有很多數(shù)量的活性位點，相比于前四種碳布，有超過三個數(shù)量級的活性位點，吸附和親水能力也比一般的親水碳布好很多。一般親水碳布是加了一些官能團上去，變得親水，但是親水碳布添加的官能團會緩慢消失，親水效果較差?；钚蕴疾迹–DD）不一樣，碳布表面構(gòu)造的缺陷和活性位點是在高溫退火過程中產(chǎn)生的，可以永久存在于碳布表面，親水效果比親水碳布要強很多。

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碳布在科研中的應(yīng)用

1)?? 電池集流體涂敷

用碳布作為集流體涂敷，用生碳布就可以，因為本人親測，親水碳布和生碳布沒有太大區(qū)別，一般的涂料用親水碳布和生碳布差別不大。如果需要吸附效果好的涂敷，可以直接用活性碳布，因為其親水效果，涂敷分散好滴一批。特別是對負載量要求大的和負載要求均勻的，可以用活性碳布，這個負載量比一般碳布大很多。如果只需要涂敷在集流體上，作為催化，或者電極材料的載體，那用生碳紙就可以。

2)?? 材料生長負載

一般電鍍，沉積，生長或者化學(xué)反應(yīng)負載的話，比較好用的是活性炭布，這個的負載量比一般的碳布可以多幾個數(shù)量級，因為這個表面有很多活性位點，表面很容易負載，生長一些納米材料，對于碳布基地生長的材料，這個碳布是比較好的優(yōu)選?；钚蕴疾忌祥T比較容易生長一些納米材料，其他碳布因為有疏水層，還有表面無活性位點，即使用強酸處理過，強行增加活性位點，也不容易生長物質(zhì)。本人親測過，用親水碳布水熱法生長材料上去，結(jié)果基本都沒有生長上去，都脫落了。還有長mof也是，在表面合成的非常不均勻，東一塊，西一塊的，非常不均勻，用活性碳布的就好很多，控制生長速度可以得到比較均勻的生長層。水熱反應(yīng)可以得到很均勻的物質(zhì)生長在活性碳布上，還有

3)?? 液流電池，燃料電池集流體

液流電池和燃料電池集流體需要較高的電導(dǎo)率，還有密集的孔道，因此可以用生碳布作為集流體，也可也嘗試用接觸面積較大的活性碳布作為集流體。電池界面可以充分接觸和導(dǎo)電就行，碳布活性位點越多越好，可以有利于氣體和液相界面的反應(yīng)。

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科研用碳布去哪里獲取

第一類第二類碳布在淘寶 (TB)有很多，需要提一點的就是，碳布在TB有很多的名稱，TB里的臺灣碳能碳布，美國的Avcarb，日本東麗碳布，美國FCS，F(xiàn)CE,這些碳布基本沒有啥區(qū)別，只是產(chǎn)地不同，有一些說不定產(chǎn)地都是相同，只是貼的標(biāo)簽不同，那個便宜用哪個就可以，本人親測，都買過試過，他們這幾家都有賣親水碳布和生碳布沒啥區(qū)別,而且親水效果一般，都不如第三種活性碳布（第三種碳布可以在美國的materion官網(wǎng)有，或者可以在韓國進口CDD碳布，TB有家店叫：永福電化學(xué),有CDD活性碳布）?；钚蕴疾嫉挠H水性能確實比親水碳布要好一些（新買來的表面會有灰塵，導(dǎo)致不親水的話，可以用酒精或者異丙醇洗一洗，烘干后親水性就明顯了，還有碳布要是碰到雜質(zhì)了，可以保護氣體條件下，500度加熱一段時間就可以去除表面的雜質(zhì)）。

碳布的科研使用還有很多坑，歡迎大家科研一起交流一下，很多問題在網(wǎng)絡(luò)上沒有分享的，這些經(jīng)驗都是采購了碳布以后親測的效果，分享給大家，希望有助于大家在做實驗過程中，選取合適的材料，節(jié)省很多挑選實驗材料的時間。

a.該文由電泳原創(chuàng)，并保留對該文的所有權(quán)，如需轉(zhuǎn)載請聯(lián)系作者!

b.該文是一般性的科普宣傳文章，不是實驗指導(dǎo)文章:如需選擇合適的材料，請結(jié)合具體實驗、文獻。

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