焦炭的导电性主要由以下几个因素决定:
碳结构
焦炭中的碳原子可以以sp2或sp3杂化形式存在。
当sp2杂化碳原子的比例越高时,导电性通常越好。
碳含量
较高的碳含量通常意味着更好的导电性。
微观结构
类似于天然石墨,生物质焦炭中的碳原子可以形成类似半金属的性质,价电子与导电电子带之间的能带很低,从而提高导电性。
粒径较小的炭黑粒子由于其高表面积和接触点,能增加导电性。
物理状态
干焦炭通常不导电,而水帽湿焦炭由于水分的存在,可以增强其导电性。
化学处理
通过在真空或惰性气氛中加热除去炭黑表面的含氧化合物的膜或油状物质,可以增强其导电性。
这些因素共同作用,使得焦炭在新能源领域,如生物质燃料电池、超级电容器、锂离子电池等能源存储设备中有着广泛的应用。此外,焦炭还可以作为导电填料用于聚合物复合材料的制备,以提高其电导率和力学性能