水相體系中兩步法合成有序介孔碳材料.pdf

1、有序介孔碳材料具有較大的比表面積和孔容以及均一可調(diào)的孔徑分布、良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能、優(yōu)異的熱穩(wěn)定和水熱穩(wěn)定性能、在非氧化條件下超強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性以及較低的制備成本，使其在吸附、分離、超級(jí)電容器和電極材料以及作為催化劑載體等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。論文以低成本的F127為模板劑、苯酚和甲醛樹(shù)脂為碳源，在水相體系中采用兩步法合成策略，控制酚醛樹(shù)脂的聚合速度，使其和模板劑與碳源自組裝相匹配，合成出了具有高度有序介孔結(jié)構(gòu)的碳材料。主要內(nèi)容如下:<

2、br>　　(1)在水相體系中，采用兩步法制備出具有高度有序二維六方介孔結(jié)構(gòu)的碳材料。碳源和模板劑的自組裝過(guò)程可在1～6 h內(nèi)完成，而且可在較寬泛的條件下進(jìn)行，是一種較為高效的合成方法?？刂撇牧系奶蓟瘻囟?、鹽酸的濃度以及resol和模板劑F127的質(zhì)量比，可對(duì)樣品的介孔結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)所制備的樣品進(jìn)行磺化處理，在合適的碳化溫度和磺化溫度下有利于得到具有高磺酸基團(tuán)含量的有序介孔碳材料。
　　(2)酸根離子對(duì)材料介孔結(jié)構(gòu)性能以及抗氧

3、化性能有著較大的影響。H3PO4較難揮發(fā)，碳化后可將含磷基團(tuán)引入材料的碳骨架中，使材料具有了較高的抗氧化能力，氧化處理后材料的比表面積和孔容減小的最少;而含磷基團(tuán)也可以作為Co2+的吸附活性位，使得含磷介孔材料具有較大的Co2+吸附量。氧化處理后，材料對(duì)Co2+的吸附量可達(dá)到69.3 mg/g。
　　(3)以ZrOCl2為助劑，在水熱條件下合成了具有多級(jí)孔結(jié)構(gòu)的碳材料。水溶液中，鋯物種可以與模板劑的PEO基團(tuán)以及酚醛樹(shù)脂中的羥基以

4、氫鍵發(fā)生強(qiáng)相互作用，既達(dá)到控制酚醛樹(shù)脂聚合速度的目的，也可增大模板劑PEO/PPO的體積比，增大模板劑膠束的界面曲率，導(dǎo)致立方相介孔結(jié)構(gòu)的形成。所制備的材料經(jīng)過(guò)KOH活化后，表現(xiàn)出良好的二氧化碳以及甲烷的吸附性能（25℃和1 atm下，吸附量分別為4.1和1.9 mmol/g）;其用作載體制備的鐵基催化劑，在二氧化碳加氫催化轉(zhuǎn)化合成烴類方面表現(xiàn)出比活性炭、氧化鋁和SiO2更好的效果，CO2轉(zhuǎn)化率可達(dá)56.5％以及C2+烴類選擇性可達(dá)62