什么是元素碳(Elemental Carbon)？

碳元素是一种含有六个电子的非金属材料。碳是碳的一种形式，从史前时代就开始使用。碳这个名字来自拉丁语单词carbo，意思是木炭。碳可以在植物和动物等有机物中找到，在无机材料中，如矿物和矿石中，元素碳指的是碳的无机形态，可以以晶体和无定形的形式存在。热炭晶体中的元素碳原子按规则排列，而非晶态的碳原子则没有规则排列。元素碳的两种结晶形式是金刚石和石墨。金刚石的晶体结构是由每个碳原子通过与其他四个碳原子共享一对电子而形成共价键。共价键是人类已知的最强的化学键。钻石是已知最硬的物质，也是最不易挥发的，熔点为6242°F（3550°C）一块碳。石墨的晶体结构是由碳原子与其他碳原子形成紧密的六角键而形成的原子在同一平面上，不同平面上的原子之间的结合更为松散。平面之间的松散结合使石墨非常柔软，可以用作润滑剂与钻石不同的是，石墨是一种良好的导电体。1955年以前，所有的钻石都来自天然沉积物。1955年，实验室测试证明，在催化剂存在下，对石墨施加高压和高温可以产生人造钻石。人造钻石主要用于工业用途。当含有碳的材料在没有足够氧气的情况下燃烧时会产生无定形碳。生成的黑碳可以用于制造干电池芯、墨水、油漆，是制造橡胶制品的关键元素。炭黑也是森林火灾和汽车、制造厂燃料燃烧不足的副产品，以及以煤为基础的发电。柴油在燃烧过程中比汽油产生更多的黑碳。黑碳会造成健康和环境问题。一种可以引起健康问题的细颗粒物是无定形的元素碳。哮喘和慢性支气管炎与黑碳有关，有证据表明，炭黑或煤烟可能增加肺气肿和肺癌的风险。炭黑也是气候变化的一个因素。由于黑碳在大气中停留数周，而不是二氧化碳在大气中停留了一个世纪，减少黑碳排放被视为可能减少全球气候变化影响的最快途径之一柴油比汽油产生更多的黑碳。