微波加热在一维碳材料制备中的应用

摘要

一维碳材料由于高效的传质和扩散效率、良好的力学性能和化学稳定性,被广泛应用在吸附净化、催化载体、能源电子等领域。微波加热通过快速处理、提高能源效率和降低设备成本等来满足当前材料加工以及可持续发展的要求,在一维碳材料的制备中表现出巨大的应用潜力。本文介绍了一维碳材料发展、应用现状及微波加热技术的独特优势,概括了微波加热的机理和特性,综述了微波加热与生物质基碳纳米管(CNTs)、碳纳米纤维(CNFs)以及聚丙烯腈基碳纳米纤维(PAN-based CNFs)制备和性能优化相关的研究及应用现状,着重分析了微波加热在炭化过程中对生物质基一维碳材料的作用方式以及在PAN基碳纤维形成过程中所引起的结构性能变化,并指出应着力开发准确可靠的测温工具和相应的微观表征方法,利用仿真和建模手段创新设计新型的微波反应器,以及通过科研实践和基础研究来加深对材料与微波间相互作用机制的理解,从而推动微波加热技术在材料加工领域的应用。