氯化鋅活化法制備多孔碳材料及其性能研究.pdf

1、多孔碳材料由于具有良好的導(dǎo)電性、高機(jī)械穩(wěn)定性以及大的比表面積和孔體積等特點(diǎn),被廣泛的應(yīng)用于催化、吸附、傳感及超級(jí)電容器等領(lǐng)域，通過(guò)改性，摻雜等方法可改善多孔碳材料的性能。氮摻雜可以極大的改變材料的電子和晶格結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)其親水性、影響材料表面的酸堿性。本實(shí)驗(yàn)采用氯化鋅（ZnCl2）活化法合成了一系列多孔碳材料。通過(guò)氮?dú)馕矫摳降葴鼐€分析、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和X-光電子能譜(XPS)、及CO2吸附等溫線測(cè)試等表

2、征方法,對(duì)多孔碳材料的孔結(jié)構(gòu)和N原子的摻雜量對(duì)CO2吸附性能的影響進(jìn)行了研究。
　　論文第二章，采用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂（Amberlite IRC-86）為碳源，ZnCl2為活化劑，固定陽(yáng)離子交換樹(shù)脂（Amberlite IRC-86）與ZnCl2配比為1:4，改變煅燒溫度，制備多孔碳材料。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得出以下結(jié)論，活化劑的加入使制備得到的碳材料產(chǎn)生大量的微孔，并且微孔的比表面積、微孔體積隨著煅燒溫度的升高而增大，CO2吸附性能隨著溫

3、度升高而增強(qiáng)。由此，說(shuō)明此方法可以成功的制備出一種多孔碳材料，并且多孔碳材料的性能與比表面積及微孔體積有關(guān)。
　　論文第三章，采用聚吡咯（Ppy）為碳源，ZnCl2為活化劑，通過(guò)改變聚吡咯（Ppy）與ZnCl2配比及煅燒溫度來(lái)研究氮摻雜對(duì)制備得到的多孔碳材料產(chǎn)生的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，活化劑的用量、煅燒溫度高低、氮摻雜量的多少均對(duì)多孔碳材料的比表面積、孔體積及CO2吸附性能有較大的影響。
　　由于多壁碳納米管(MWCNTs)可

4、以被有效利用的比表面積很小，不能被廣泛應(yīng)用，所以論文第四章，采用聚吡咯/多壁碳納米管(MWCNTs)復(fù)合材料為碳源，ZnCl2為活化劑，制備多孔碳材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，吡咯的加入和活化劑的活化使多壁碳納米管(MWCNTs)的比表面積、微孔體積大大增加，CO2吸附性能優(yōu)于氮摻雜而大大增強(qiáng)，這是由于CO2可以與多孔碳材料表面的氨基、亞氨基等含氮集團(tuán)發(fā)生增碳反應(yīng)，從而提高了多孔碳材料的CO2吸附性能。
　　縱觀全文，采用不同的物質(zhì)作為碳源