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炭素の純粋なサンプルはどのように作られていますか?

炭素の「純粋な」サンプルを作成するための単一の決定的な方法はありません。 使用される方法は、必要な特定のタイプの炭素(ダイヤモンド、グラファイト、グラフェンなど)と目的の純度レベルに依存します。いくつかの一般的な方法は次のとおりです。

1。分離/精製:

* グラファイト: 高純度のグラファイトは、天然グラファイトから始まる精製プロセスによって取得できます。これらのプロセスには以下が含まれます。

* 電解精製: この方法は、電流を使用してグラファイトから不純物を分離します。

* 熱精製: グラファイトを真空または不活性大気中の高温まで加熱すると、不純物が蒸発して除去されます。

* 化学精製: グラファイトを特定の化学物質と反応させると、不純物が除去できます。

* ダイヤモンド: ナチュラルダイヤモンドはすでに非常に純粋ですが、さらに精製することができます。

* 高圧/高温治療: これにより、いくつかの不純物を除去し、ダイヤモンドの明確さを改善できます。

* 酸エッチング: このプロセスは、ダイヤモンドから表面不純物を除去できます。

2。合成:

* ダイヤモンド: ダイヤモンドは、以下を使用してラボで合成できます。

* 高圧/高温(HPHT)合成: この方法では、高圧と温度を使用して、グラファイトのような炭素材料をダイヤモンドに変換します。

* 化学蒸気堆積(CVD): この方法は、炭素のガス源を使用して、ダイヤモンドの結晶を基板に堆積させます。

* グラフェン: グラフェンは以下で作ることができます。

* 機械的剥離: この方法では、粘着性テープを使用して、バルクグラファイトからグラフェンの単一層を剥がします。

* 化学蒸気堆積(CVD): この方法は、炭素のガス源を使用して、グラフェン層を基板に堆積させます。

3。その他の方法:

* 活性炭: この形式の炭素は、木材や石炭などの炭化材料によって生成され、蒸気または二酸化炭素で活性化されます。高い表面積と吸着特性に使用されます。

* カーボンナノチューブ: これらは、巻き上げられたグラフェンシートで作られた中空のシリンダーです。それらは、アーク放電、レーザーアブレーション、CVDなどのさまざまな方法を使用して合成できます。

純度の考慮事項:

*「純粋な」炭素の概念は、特定のアプリケーションに依存します。

*いくつかのアプリケーションは非常に高い純度(半導体産業など)を必要としますが、他のアプリケーションでは少量の不純物に耐えることがあります。

*各合成または精製方法には、純度と収量の点で独自の制限があります。

炭素の最も「純粋な」サンプルでさえ、微量の不純物が含まれている可能性があることに注意することが重要です。不純物の特定の種類とレベルは、炭素材料の特性と応用に大きく影響する可能性があります。

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