有序介孔碳的改性及其負(fù)載性能研究.pdf

1、以酚醛樹脂為碳源、F127為模板劑、正硅酸乙酯為硅源，通過三組分共組裝所得C-Si體系的有序介孔碳的石墨化程度較低，碳載性能不佳，因而限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用研究。為此，本文將含Pd的化合物引入到制備介孔碳的溶膠中，通過金屬粒子的高溫催化作用提高介孔碳的石墨化度。嘗試將氧化石墨摻雜到C-C體系的介孔碳的溶膠中，利用氧化石墨的固有特性以獲得負(fù)載性能更好的有序介孔碳。
　　 首先將不同質(zhì)量比的PdCl2摻雜到C-Si體系的介孔碳的溶膠中

2、，嘗試以金屬Pd微粒為催化中心改善介孔碳的石墨化程度。XRD、TEM結(jié)果表明，摻雜適量的PdCl2不會(huì)破壞碳材料的有序介孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)還可提高介孔碳的石墨化度。以Pd 9%相對(duì)添加量的介孔碳為載體，微波法負(fù)載Pt催化劑的電化學(xué)活性面積可達(dá)231.6 m2g-1，是純有序介孔碳負(fù)載Pt的3.3倍（70.0 m2g-1）。表明Pd元素的引入能有效提高有序介孔碳負(fù)載Pt催化劑的電化學(xué)活性。
　　 在合成介孔碳的溶膠階段摻雜Pd/Pt化合

3、物，由于Pd/Pt金屬粒子已嵌入到介孔碳的骨架中，催化金屬粒子的周圍被更多的碳原子“包圍保護(hù)”起來，緩解了因碳載體的氧化而造成的催化劑粒子的遷移、團(tuán)聚等問題，進(jìn)而提高了催化劑的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，溶膠階段添加的Pd、Pt為催化劑的循環(huán)伏安500次后的峰值電流損失率分別為29.8%、11.3%，而通過直接碳載的Pd、Pt為催化劑的電流損失率則分別高達(dá)88.6%、68.8%。
　　 為進(jìn)一步改善C-C體系的有序介孔碳的負(fù)載性能，本

4、文將氧化石墨摻雜到介孔碳中。氧化石墨在碳熱還原過程中轉(zhuǎn)變成石墨烯。拉曼光譜顯示，摻雜適量的氧化石墨，可以使介孔碳的R值從1.38降至1.17，微波負(fù)載20wt%的Pt時(shí)，其電化學(xué)活性面積高達(dá)79.2 m2g-1，遠(yuǎn)大于純介孔碳的活性面積（5.04 m2g-1）。
　　 綜上所述，在合成C-Si體系的有序介孔碳的過程中添加適量的含Pd化合物可提高碳載體的石墨化度，從而大大提高了載體的負(fù)載活性；介孔碳溶膠中添加具有催化活性的貴金屬可