熱 CVD 法

石墨化程度提高：熱 CVD 法是在高溫下進(jìn)行的。在這個(gè)過(guò)程中，以碳源氣體（如甲烷、乙炔等）為例，這些氣體在高溫環(huán)境（通常在 800 - 1200℃）下分解，產(chǎn)生的碳原子會(huì)在導(dǎo)電炭黑表面沉積。這種沉積過(guò)程往往會(huì)促使炭黑表面的碳原子排列更加規(guī)整，使其石墨化程度提高。石墨結(jié)構(gòu)具有良好的導(dǎo)電性，因此經(jīng)過(guò)熱 CVD 處理后，導(dǎo)電炭黑的導(dǎo)電性得到顯著提升。例如，當(dāng)以乙炔為碳源在 1000℃左右對(duì)導(dǎo)電炭黑進(jìn)行熱 CVD 處理時(shí)，炭黑表面會(huì)形成類似石墨的結(jié)構(gòu)，其電導(dǎo)率相比未處理的炭黑可能會(huì)提高數(shù)倍。

表面粗糙度增加：在高溫沉積過(guò)程中，由于碳原子的不斷堆積，炭黑表面會(huì)逐漸形成一些微小的碳質(zhì)顆?；蛘咛紝拥亩逊e。這會(huì)導(dǎo)致炭黑表面粗糙度增加。表面粗糙度的增加對(duì)于炭黑在某些應(yīng)用場(chǎng)景中有積極作用，比如在作為吸附材料時(shí)，粗糙的表面可以提供更多的吸附位點(diǎn)；但在一些對(duì)材料表面平整度要求較高的應(yīng)用中（如精密電子器件），可能需要進(jìn)一步處理。

化學(xué)穩(wěn)定性增強(qiáng)：熱 CVD 過(guò)程形成的碳質(zhì)沉積層可以對(duì)導(dǎo)電炭黑起到保護(hù)作用。因?yàn)檫@層沉積物能夠在一定程度上阻擋外界環(huán)境中的氧氣、水分等物質(zhì)與炭黑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的接觸，從而減少炭黑的氧化、水解等化學(xué)反應(yīng)，提高炭黑的化學(xué)穩(wěn)定性，延長(zhǎng)其使用壽命。

等離子體增強(qiáng) CVD 法（PECVD）

表面活性位點(diǎn)增多：PECVD 是利用等離子體中的高能電子、離子和自由基等活性物質(zhì)來(lái)促進(jìn)先驅(qū)體的分解和沉積。在這個(gè)過(guò)程中，等離子體與導(dǎo)電炭黑表面相互作用，會(huì)在炭黑表面產(chǎn)生更多的活性位點(diǎn)。這些活性位點(diǎn)可以用于后續(xù)的化學(xué)反應(yīng)，比如進(jìn)一步與其他功能性分子結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)炭黑的多功能化改性。例如，通過(guò) PECVD 在導(dǎo)電炭黑表面沉積一層含有氨基的聚合物薄膜，這些氨基就是活性位點(diǎn)，可以與金屬離子結(jié)合，用于制備具有催化功能的炭黑材料。

表面官能團(tuán)多樣化：由于等離子體的高能量作用，除了沉積物質(zhì)外，還可以使導(dǎo)電炭黑表面的化學(xué)鍵斷裂并重新組合，形成新的官能團(tuán)。例如，在處理過(guò)程中可能會(huì)引入羥基、羧基等官能團(tuán)。這些官能團(tuán)的存在可以改變炭黑的表面化學(xué)性質(zhì)，使其與基體材料（如聚合物）的相容性更好。在制備炭黑 - 聚合物復(fù)合材料時(shí)，經(jīng)過(guò) PECVD 處理的炭黑能夠更均勻地分散在聚合物基體中，提高復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工性能。

沉積層均勻性較好：PECVD 可以在相對(duì)較低的溫度下實(shí)現(xiàn)沉積，并且等離子體能夠使先驅(qū)體在空間上更均勻地分解和沉積。與熱 CVD 相比，PECVD 在導(dǎo)電炭黑表面形成的沉積層更加均勻。這對(duì)于需要精確控制炭黑表面特性的應(yīng)用（如微電子領(lǐng)域）非常重要，因?yàn)榫鶆虻某练e層可以確保炭黑在微觀尺度上性能的一致性。

金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法（MOCVD）

金屬摻雜效果顯著：MOCVD 使用金屬有機(jī)化合物作為先驅(qū)體，在導(dǎo)電炭黑表面沉積金屬或金屬碳化物。例如，使用金屬有機(jī)化合物前驅(qū)體（如二茂鐵），在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件下，金屬原子（如鐵原子）會(huì)沉積在炭黑表面，并可能與炭黑中的碳原子反應(yīng)形成金屬碳化物。這種金屬摻雜可以極大地改變導(dǎo)電炭黑的電學(xué)性能，如提高其導(dǎo)電率和催化活性。在催化領(lǐng)域，經(jīng)過(guò) MOCVD 處理?yè)诫s金屬的導(dǎo)電炭黑可以作為高效的催化劑用于化學(xué)反應(yīng)。

表面結(jié)構(gòu)和成分復(fù)雜：由于金屬有機(jī)化合物的分解過(guò)程較為復(fù)雜，除了金屬原子的沉積外，還會(huì)產(chǎn)生一些有機(jī)基團(tuán)和副產(chǎn)物。這些物質(zhì)在炭黑表面的相互作用會(huì)使炭黑表面的結(jié)構(gòu)和成分變得更加復(fù)雜。例如，可能會(huì)形成金屬 - 碳 - 有機(jī)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)賦予炭黑新的物理和化學(xué)特性，如改變其磁學(xué)性能、光學(xué)性能等，拓寬了導(dǎo)電炭黑在多功能材料領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

對(duì)環(huán)境要求高：MOCVD 過(guò)程中使用的金屬有機(jī)化合物通常對(duì)空氣和水分非常敏感，需要在嚴(yán)格的無(wú)水無(wú)氧環(huán)境下進(jìn)行操作。這是因?yàn)榻饘儆袡C(jī)化合物很容易與空氣中的氧氣和水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致先驅(qū)體失效或者產(chǎn)生雜質(zhì)，從而影響在導(dǎo)電炭黑表面的沉積效果和質(zhì)量。