白炭黑是一種具有廣泛應(yīng)用前景的納米材料，它在催化劑、儲(chǔ)能器件、吸附劑等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。本文將綜述當(dāng)前主流的白炭黑制備方法，包括物理法、化學(xué)法以及復(fù)合法，并對(duì)其制備原理與技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)探討。

一、物理法制備白炭黑

物理法制備白炭黑主要包括溶膠-凝膠法、碳黑氧化法和氧化碳化法等。

溶膠-凝膠法是目前最常用的物理法之一，其制備過(guò)程一般包括溶膠制備、凝膠形成和干燥三個(gè)主要步驟。通過(guò)溶液反應(yīng)、溶膠聚合或溶膠水解，得到均勻分散的白炭黑前驅(qū)體溶膠。在適當(dāng)條件下使溶膠凝膠化，形成具有特定孔結(jié)構(gòu)的凝膠體。通過(guò)熱解或燒結(jié)等方法，去除凝膠體中的有機(jī)組分，得到白炭黑。該方法制備的白炭黑具有高比表面積和孔容易調(diào)控的優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于催化和吸附等領(lǐng)域。

碳黑氧化法是利用碳黑表面上的官能團(tuán)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)化為白炭黑的一種方法。其中，常用的氧化劑包括硝酸、過(guò)氧化氫等。通過(guò)控制氧化條件（如溫度、氧化劑濃度等），可調(diào)控碳黑表面官能團(tuán)的種類(lèi)和含量，從而控制白炭黑的化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。

氧化碳化法是將含碳物質(zhì)在高溫下與氧化劑反應(yīng)，產(chǎn)生氧化物和CO2的一種方法。該方法常用的氧化劑有空氣、二氧化氯等。在反應(yīng)中，氧化劑起到氧化碳的作用，將其轉(zhuǎn)化為氧化物。通過(guò)調(diào)控反應(yīng)條件，如溫度、氧化劑濃度等，可以得到不同形態(tài)和結(jié)構(gòu)的白炭黑。

二、化學(xué)法制備白炭黑

化學(xué)法制備白炭黑主要包括碳熱還原法、沉淀法、氣相法等。

碳熱還原法是通過(guò)高溫下，碳材料與還原劑（如氨、氰酸等）反應(yīng)，生成白炭黑。該方法制備的白炭黑具有高比表面積和較好的催化性能，廣泛應(yīng)用于氨清除、廢水處理等領(lǐng)域。

沉淀法是將溶液中溶解的金屬鹽與沉淀劑反應(yīng)，生成金屬氫氧化物的沉淀，然后經(jīng)過(guò)洗滌和干燥等步驟得到白炭黑。該方法制備的白炭黑具有較高的比表面積和孔容易調(diào)控的特點(diǎn)。

氣相法是通過(guò)熱解、濺射等方式，將氣體中的碳源沉積在基底上制備白炭黑。該方法可以制備出具有特定形貌和結(jié)構(gòu)的白炭黑，適用于制備光催化劑和電催化劑等材料。

三、復(fù)合法制備白炭黑

復(fù)合法是將不同制備方法聯(lián)結(jié)起來(lái)，通過(guò)兩種或多種方法相互補(bǔ)充，制備出性能優(yōu)良的白炭黑。

例如，溶膠-凝膠法與碳熱還原法結(jié)合，可以制備出具有較高比表面積和較好催化性能的白炭黑。再如，溶膠-凝膠法與化學(xué)氣相沉積法結(jié)合，可以制備出具有特定形貌和結(jié)構(gòu)的白炭黑。這些復(fù)合法可以充分發(fā)揮不同方法的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)白炭黑性能的協(xié)同優(yōu)化。

總結(jié)：

白炭黑制備方法多種多樣，各具特點(diǎn)。物理法、化學(xué)法和復(fù)合法各自有著適用的應(yīng)用場(chǎng)景。隨著納米技術(shù)和化學(xué)工程的發(fā)展，白炭黑制備方法將不斷創(chuàng)新，推動(dòng)白炭黑在催化、能源存儲(chǔ)和環(huán)境凈化等領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)一步拓展。