有序介孔碳的合成、改性及其應(yīng)用.pdf

1、介孔碳是具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性、大的孔容和比表面積等特性的一種材料，由于介孔碳其具有以上這些特性，使得其成為了一種潛在的吸附劑、分離劑和催化劑等，還可以對(duì)介孔碳材料進(jìn)行改性修飾使其表現(xiàn)出更好的性能，如吸附性能和催化性能等。本文將以介孔碳材料為主要的研究目標(biāo)。
　　首先，本文中介孔碳CMK-3的制備采用的是硬模板法，模板劑為介孔分子篩SBA-15，碳源為蔗糖，其中模板劑介孔分子篩SBA-15是通過(guò)水熱法合成的。采用多種手段

2、對(duì)樣品進(jìn)行了表征，結(jié)果顯示，合成的CMK-3具有大的比表面積和規(guī)則排列的孔道結(jié)構(gòu)，SBA-15和CMK-3的比表面積、孔徑、孔體積分別為690、1362 m2/g,5.7、3.4 nm,0.95、0.97cm3/g。
　　其次，磁性介孔碳復(fù)合材料Fe/CMK-3、Co/CMK-3和Ni/CMK-3是通過(guò)簡(jiǎn)單的浸漬法制備而成的，具體是將介孔碳CMK-3和磁性粒子的前驅(qū)體浸漬在乙醇溶液中，并對(duì)合成的材料Fe/CMK-3、Co/CMK-

3、3和Ni/CMK-3進(jìn)行了表征，研究了甲基橙在磁性介孔碳上的吸附行為。吸附時(shí)間、pH值、溫度、吸附劑用量及初始濃度等因素都會(huì)對(duì)吸附行為產(chǎn)生一定的影響，因此，吸附過(guò)程中對(duì)這些因素進(jìn)行了逐一的考察，還有吸附動(dòng)力學(xué)模型、吸附熱力學(xué)模型同樣被采用來(lái)探討吸附機(jī)理，另外，評(píng)價(jià)了磁性介孔碳Fe/CMK-3、Co/CMK-3和Ni/CMK-3的重復(fù)利用性。Langmuir等溫吸附模型和Freundlich等溫吸附模型擬合結(jié)果表明，前者更好地描述了磁性介

4、孔碳Fe/CMK-3、Co/CMK-3和Ni/CMK-3對(duì)甲基橙的吸附過(guò)程，F(xiàn)e/CMK-3、Co/CMK-3和Ni/CMK-3對(duì)甲基橙的最大吸附量分別為187mg/g，157 mg/g和166mg/g。假一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和假二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合結(jié)果表明，吸附行為能夠更好的符合后者。通過(guò)吸附熱力學(xué)研究結(jié)果計(jì)算得到，吸附吉布斯自由能△Gθ＜0，說(shuō)明吸附行為是自發(fā)進(jìn)行的，吸附標(biāo)準(zhǔn)焓變△Hθ＜0，說(shuō)明吸該附行為為放熱過(guò)程。吸附劑的再生方式有焙燒處

5、理和脫附處理這兩種，再生實(shí)驗(yàn)表明前者的再生效果要優(yōu)于后者，吸附后經(jīng)焙燒處理的Co/CMK-3，其第6次循環(huán)使用對(duì)甲基橙的去除率仍達(dá)到76.9％，且在磁場(chǎng)作用下易于分離回收。
　　最后，用已合成的介孔碳為原料，通過(guò)水熱法合成了花球狀的Bi2WO6和CMK-3/Bi2WO6樣品，再采用光還原過(guò)程得到了Ag負(fù)載的Ag/Bi2WO6和Ag/CMK-3/Bi2WO6樣品，利用各種方法對(duì)已制備的樣品進(jìn)行了表征。通過(guò)利用已制備的樣品在可見光照射

6、下降解亞甲基藍(lán)(MB)來(lái)考察它們的光催化活性，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)介孔碳CMK-3含量相同時(shí)，樣品Ag/CMK-3/Bi2WO6比Ag/Bi2WO6和CMK-3/Bi2WO6的光催化活性高，當(dāng)1.5％ CMK-3和1.0％ Ag同時(shí)負(fù)載在Bi2WO6上時(shí)，樣品的光催化活性最佳，且Ag/CMK-3/Bi2WO6光催化劑具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，并對(duì)其進(jìn)行了回收和重復(fù)使用。另外，對(duì)介孔碳CMK-3和Ag負(fù)載Bi2WO6之所以能提高其光催化活性的機(jī)理進(jìn)行了