制備工藝對介孔炭材料結構及性能的影響.pdf

1、介孔炭材料因其具有導電、傳熱性好、耐腐蝕、耐高溫，孔徑均一等優(yōu)點，被廣泛應用于電極材料、催化劑載體以及分離材料等能源儲存和環(huán)保領域。由于有序介孔炭材料孔徑及其孔徑大小均一性對介孔炭材料的應用有著巨大的影響，因此對介孔炭材料孔徑及其孔徑大小均一性的研究也成為了目前研究工作的目標。
　　本論文以間苯二酚(R)-甲醛(F)為碳源，三嵌段共聚物F127為結構導向劑，通過溶劑揮發(fā)誘導自組裝合成介孔聚合物，經干燥、高溫炭化制備介孔炭材料;探討

2、了介孔聚合物的合成工藝、炭化工藝、以及干燥工藝等制備工藝參數對所制備的介孔炭材料孔結構的有序性、孔分布及尺度等性能的影響;采用FT-IR、XRD、HRTEM、FESEM及N2吸附等分析手段對所制備介孔炭進行結構性能的表征，初步探討了介孔炭的形成機理，同時探討了介孔炭材料的電化學性能。得到了如下研究結果:
　　聚合物的最佳合成工藝為:反應溫度為45℃、F127摩爾比例為0.0081、攪拌速度為500r/min、攪拌時間為6h;聚合物

3、干燥的最佳工藝條件為:靜置分層溫度為35℃、靜置揮發(fā)溫度35℃、時間24 h;固化升溫速率為1℃/min、溫度為90℃;炭化溫度為800℃時制備的介孔炭的有序性最佳，介孔炭材料為具有高度有序性的二維六角結構，BET比表面積為696.78m2/g左右，平均孔徑為7.75 nm。
　　聚合物的干燥方式（冷凍、水浴、鼓風、真空）即乙醇的揮發(fā)速度對所制備介孔炭的孔結構、炭結構有很大的影響。在冷凍干燥條件下制備的有序介孔炭具有高度有序的二維

4、六角介孔結構，比表面積高達744.1m2/g，平均孔徑約為6.4 nm。而采用真空干燥方式制備的介孔炭為蠕蟲狀孔結構，比表面積為506.9 m2/g，平均孔徑約為9.16 nm。通過控制介孔炭制備過程中的干燥方式也就是乙醇的揮發(fā)速度，可以有效地調控介孔炭孔結構的有序性、孔徑尺寸及微觀結構。
　　文章中通過將介孔炭作為超級電容器的電極材料，測試研究活化前后介孔炭材料的電容性能。結果表明:相對于活化前介孔炭的比表面積為673.80 m