石墨与炭素材料的化学性质

炭素材料在非氧化介质中是化学惰性的。在常温常压下，不会发生任何化学变化，除了长期浸泡在硝酸、氢氟酸或处在氟、溴以及其他强氧化性气氛中会缓慢形成层间化合物外，它不受其他酸、碱和盐的腐蚀，不与任何有机化合物作用。在空气中450℃以内石墨无显著的氧化现象，与水蒸气在700℃以上才开始反应，与CO和CO2在900℃以上才发生反应，石墨与某些金属和氧化物粉末生产碳化物的温度多数在1000℃以上。

炭素材料的化学反应可分为以下三种：

（1）气化反应和高温氧化反应；

（2）与金属和陶瓷等的固-固相反应；

（3）层间化合物生成反应。

影响炭素材料气化反应的因素

（1）石墨化程度：炭素材料随着其石墨化程度的增高，对气体的活性下降。炭素材料的最终热处理温度越高，则其开始氧化的温度越高，所以石墨制品比炭制品的开始氧化温度要高一些。

（2）结构状态：表面疏松和多孔的炭素材料容易与气体发生反应。例如，3200℃热处理过的表面致密的热解石墨在空气中开始氧化的温度达850℃，而表面多孔疏松的木炭则在360℃开始燃烧。

（3）杂质的催化作用：炭素材料在所含的杂质对其气化反应具有很大的影响，其催化效果有大有小，例如，铁、钴、镍、铜、锰等是炭素材料氧化的催化剂，而硼、钛、钨等杂质则有抑制氧化的作用。碱金属和过渡金属等对炭素材料的任何气化反应都显示极大的催化效果。