基于聚酯前體設計合成多孔碳及其性能研究.pdf

1、不同的前驅體、制備方法以及制備條件的控制會影響碳材料結構和性能，如獨特的sp、sp2和sp3雜化方式、不同的成鍵形式以及材料表面和內部的形貌等，因此而形成了琳瑯滿目的碳材料家族。多孔碳材料因其良好的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、優(yōu)良的電傳導性、比表面積較大和孔道可調控等優(yōu)點而廣泛應用于水的純化，分離分析、催化及催化劑載體、能量存儲、生物和醫(yī)藥領域（藥物緩釋）、電容器、和電極材料（電化學生物傳感器）等方面。目前，降低制備成本、簡化制備過程和工藝并

2、制各出有實際應用意義的功能化的多孔碳材料仍然是碳材料的研究熱點。
　　本文主要圍繞從綠色化學以及循環(huán)經(jīng)濟的角度出發(fā)，利用低成本的廢舊高分子材料，聚對苯二甲酸乙二醇酯(簡寫PET)作為碳前驅體，不同的方法制備幾種多孔碳材料，對該多孔材料的結構進行表征分析，并研究其在水溶液中常見有機污染物吸附方面的應用。
　　研究采用廢舊聚酯前體(PET)制備多孔碳材料，采用硬/軟模板法分別得到了具有不同大小比表面積的多孔碳材料。其中硬模板法主

3、要合成比表面積較大的介孔碳材料。選擇具有比表面積較高(1251.4m2/g)的介孔碳材料(C700)對污水中存在的苯酚、亞甲基藍和離子液體（Bmim]Cl）進行吸附研究?？疾炝瞬煌膮?shù)，如反應時間(t)、反應溫度(T)和溶液初始濃度（C0）等對吸附行為的影響，對幾種污染物的吸附進行了動力學模型和吸附模型的擬合分析。結果表明，在室溫條件下，C700對苯酚、亞甲基藍和[Bmim]Cl的吸附數(shù)據(jù)經(jīng)擬合，Langmuir吸附等溫模型的擬合度更

4、高，其吸附動力學符合準二級動力學模型。研究工作還發(fā)現(xiàn)，添加中性無機鹽對C700吸附離子液體[Bmim]Cl的吸附量有顯著影響。實驗結果表明，添加Na2SO4，吸附量明顯增大，說明了鹽析作用可以促進C700吸附離子液體。以PET和表面活性劑F127分別作為碳前驅體和模板劑，順丁烯二酸酐為交聯(lián)劑，采用軟模板法一步合成多孔碳材料并初步探索了無機酸(HNO3)和無機堿(NaOH)修飾多孔碳材料。研究結果表明，F(xiàn)127和順丁烯二酸酐的最佳比例是4