炭黑(hēi)是(shì)一(yī)种常規的(de)納米材料，应用很普遍(biàn)。炭黑(hēi)主(zhǔ)要(yào)是(shì)有(yǒu)Ｃ、Ｈ、０、Ｓ、Ｎ等元(yuán)素組成(chéng)，Ｃ含量(liàng)很大(dà)，达(dá)到(dào)９８％Ｗ上。炭黑(hēi)中的(de)ＯＷＣｘＯｙ形式存在(zài)于聚集體(tǐ)的(de)表面(miàn)，而(ér)Ｈ和(hé)Ｓ在(zài)聚集體(tǐ)的(de)表面(miàn)和(hé)內(nèi)部(bù)都有(yǒu)分(fēn)布(bù)。炭黑(hēi)中只(zhī)有(yǒu)极(jí)少(shǎo)的(de)Ｈ、０、Ｓ等元(yuán)素，但是(shì)这(zhè)

些(xiē)元(yuán)素对(duì)炭黑(hēi)的(de)性(xìng)质的(de)影響卻很大(dà)。这(zhè)些(xiē)微量(liàng)元(yuán)素能(néng)在(zài)炭黑(hēi)微粒(lì)表面(miàn)能(néng)形成(chéng)大(dà)量(liàng)的(de)－Ｃ００Ｈ、－０Ｈ、－Ｃ－０－Ｃ－、釀基和(hé)內(nèi)醋基等含氧官能(néng)团Ｗ及(jí)少(shǎo)量(liàng)的(de)含硫官能(néng)团。

１）Ｃ－０表面(miàn)基团

Ｃ－０基团是(shì)炭黑(hēi)表面(miàn)生(shēng)成(chéng)的(de)很有(yǒu)用的(de)基团。它(tā)对(duì)炭黑(hēi)的(de)催化(huà)活性(xìng)、電(diàn)化(huà)學(xué)性(xìng)能(néng)Ｗ及(jí)湿(shī)潤性(xìng)等理(lǐ)化(huà)性(xìng)能(néng)有(yǒu)着決定性(xìng)的(de)作(zuò)用。不(bù)是(shì)所(suǒ)有(yǒu)的(de)含氧基团都是(shì)酸(suān)性(xìng)的(de)，還(huán)有(yǒu)中性(xìng)、堿性(xìng)两(liǎng)种。當碳與(yǔ)氧在(zài)４００°Ｃ的(de)高(gāo)媪下(xià)接觸、或(huò)者(zhě)常温(wēn)下(xià)碳與(yǔ)氧化(huà)劑溶液反(fǎn)应，就(jiù)会(huì)生(shēng)成(chéng)酸(suān)性(xìng)含氧基团。这(zhè)些(xiē)表面(miàn)基团的(de)热(rè)穩定性(xìng)較差，在(zài)惰性(xìng)气(qì)體(tǐ)或(huò)真(zhēn)空(kōng)中進(jìn)行３００？８００°Ｃ的(de)

富温(wēn)處(chù)理(lǐ)就(jiù)会(huì)分(fēn)解，析出(chū)二(èr)氧化(huà)碳和(hé)水(shuǐ)。这(zhè)些(xiē)酸(suān)性(xìng)表面(miàn)基团主(zhǔ)要(yào)为(wèi)－Ｃ００Ｈ、－０Ｈ、釀基內(nèi)醋基或(huò)二(èr)氧化(huà)碳凝結层(céng)，酸(suān)性(xìng)主(zhǔ)要(yào)来(lái)源是(shì)－ＣＯＯＨ。

２）Ｃ－Ｈ表面(miàn)基团

炭黑(hēi)中的(de)氨是(shì)１＾也(yě)〇、－ＯＨ、－Ｃ－０－Ｃ－和(hé)氨釀基团形式表現(xiàn)的(de)。另外(wài)也(yě)有(yǒu)少(shǎo)量(liàng)的(de)－Ｈ直(zhí)接鍵合在(zài)Ｃ－上，形成(chéng)Ｃ－Ｈ鍵。元(yuán)素分(fēn)析可(kě)知：炭黑(hēi)中氨的(de)质量(liàng)分(fēn)数含量(liàng)为(wèi)０．０１％－０．７％。爐法(fǎ)炭黑(hēi)中氨的(de)含量(liàng)跟炭黑(hēi)比表面(miàn)積成(chéng)反(fǎn)比關(guān)系(xì)的(de)。

３）其(qí)他(tā)化(huà)學(xué)官能(néng)团

除了(le)０和(hé)Ｈ外(wài)，還(huán)有(yǒu)一(yī)些(xiē)元(yuán)素也(yě)能(néng)和(hé)Ｃ結合，在(zài)炭黑(hēi)表面(miàn)形成(chéng)能(néng)用来(lái)聚合反(fǎn)应的(de)官能(néng)团。这(zhè)些(xiē)元(yuán)素有(yǒu)一(yī)部(bù)分(fēn)是(shì)由(yóu)炭黑(hēi)原料油(yóu)或(huò)气(qì)带(dài)入(rù)的(de)，有(yǒu)的(de)則是(shì)炭黑(hēi)在(zài)後(hòu)處(chù)理(lǐ)过(guò)程中形成(chéng)的(de)。很多(duō)反(fǎn)应可(kě)Ｗ利用炭黑(hēi)表面(miàn)的(de)官能(néng)团来(lái)完成(chéng)，坪川(chuān)纪夫等人(rén)［１３擁炭黑(hēi)表面(miàn)的(de)－ＯＨ和(hé)－ＣＯＯＨ来(lái)進(jìn)行反(fǎn)应，得到(dào)一(yī)些(xiē)反(fǎn)应性(xìng)基团可(kě)供聚合反(fǎn)应。（图１．３－图１．５）

１．２．４巧黑(hēi)的(de)粒(lì)徑和(hé)比表面(miàn)積

炭黑(hēi)的(de)粒(lì)徑是(shì)指炭黑(hēi)原生(shēng)粒(lì)子的(de)大(dà)小，用算術(shù)平均粒(lì)徑表示，这(zhè)个数值在(zài)１０－５００ｎｍ之(zhī)間(jiān)。除了(le)热(rè)裂炭黑(hēi)Ｗ外(wài)，炭黑(hēi)的(de)原生(shēng)粒(lì)子都不(bù)能(néng)Ｗ單个粒(lì)子的(de)形式存在(zài)，只(zhī)能(néng)是(shì)聚集體(tǐ)，这(zhè)是(shì)炭黑(hēi)存在(zài)的(de)很小的(de)單元(yuán)。炭黑(hēi)的(de)粒(lì)徑是(shì)一(yī)个非(fēi)常重(zhòng)要(yào)的(de)指标(biāo)，它(tā)是(shì)用来(lái)劃(huà)分(fēn)炭黑(hēi)品种的(de)基礎，炭黑(hēi)的(de)很多(duō)其(qí)他(tā)指标(biāo)都與(yǔ)它(tā)相關(guān)。測定炭黑(hēi)粒(lì)徑的(de)方(fāng)法(fǎ)主(zhǔ)要(yào)有(yǒu)：反(fǎn)射率

法(fǎ)、電(diàn)镜法(fǎ)等。

炭黑(hēi)的(de)比表面(miàn)積是(shì)指Ｉｇ炭黑(hēi)粉末(mò)的(de)總(zǒng)表面(miàn)積，比表面(miàn)積也(yě)是(shì)炭黑(hēi)的(de)基本性(xìng)能(néng)之(zhī)一(yī)。如(rú)果(guǒ)不(bù)考慮炭黑(hēi)表面(miàn)的(de)粗(cū)糖(táng)度(dù)，炭黑(hēi)比表面(miàn)積與(yǔ)粒(lì)徑是(shì)成(chéng)反(fǎn)比關(guān)系(xì)的(de)。測定炭黑(hēi)比表面(miàn)積的(de)方(fāng)法(fǎ)有(yǒu)：ＢＥＴ吸附法(fǎ)、ＣＴＡＢ比表面(miàn)積測定法(fǎ)等。