多級孔碳材料的制備與表征.pdf

1、多級孔碳材料結(jié)合了不同尺寸孔的結(jié)構(gòu)特點，具有良好大分子通過性、發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)和大的比表面積等優(yōu)勢，克服了傳統(tǒng)單級孔碳材料孔結(jié)構(gòu)單一的缺陷，使其廣泛地應(yīng)用在催化劑載體、電容器電容、吸附分離等方面。
　　本文以模板法為主導(dǎo)方向，以離子液體和酚醛樹脂為碳前軀體，采用簡單的浸漬或包覆的方法，制備出相應(yīng)的多級孔碳材料，考察不同參數(shù)對產(chǎn)品的影響。論文的主要研究如下:
　　1)以溴化1-十六烷基-3-甲基咪唑的ILs為碳源，250nm單分散

2、硅球為硬模板通過簡單浸漬而制得殼/核結(jié)構(gòu)的多級孔碳材料。其形貌規(guī)整，大小均一，殼壁較薄(5-12nm)，含氮量為3.2％，而且殼壁上存在三種尺寸的介孔(2.4nm，3.6nm及～13nm)，另外，我們還改變了ILs的碳鏈長度和硅球模板的粒徑同樣也能制備出大小均一、殼壁較薄的殼/核結(jié)構(gòu)的多級孔碳材料。
　　2)米用氯化1-乙腈基-3-甲基咪唑的ILs為炭氮源， SBA-15為模板，通過固-固研磨法制備出氮摻雜的多級孔碳材料。隨著碳化

3、溫度的增加，該碳材料還具有一定的石墨化程度。此外，在上述研磨的過程中，將FeCl3·6H2O加入碳前軀體和模板中，制備含磁性多級孔碳材料。該磁性碳材料內(nèi)有5-8nm的α-Fe顆粒存在，而且我們還發(fā)現(xiàn)了部分大小不均一的中空管的存在，可能的原因是鐵對催化碳管結(jié)構(gòu)的形成有一定的影響。另外，我們還用NOMC-O.8-Fe-0.5和CMK-3作為吸附劑來測試了對水溶液中重金屬離子(Cu2+)的吸附，發(fā)現(xiàn)含磁性N摻雜的多級孔碳材料NOMC-0.8-

4、Fe-0.5具有很大的吸附量而且這種含磁性的多級孔碳材料通過外加磁層的作用進(jìn)行迅速的回收，這將會對處理水溶液中的重金屬離子有著很好的應(yīng)用前景。
　　3)在水相中以F127和單分散硅球為軟硬模板制備出大孔-介孔結(jié)構(gòu)的碳材料或是殼/核結(jié)構(gòu)的多級孔碳材料。而且經(jīng)過簡單的調(diào)節(jié)硅球與F127的質(zhì)量比，就可以實現(xiàn)無規(guī)則大孔-介孔結(jié)構(gòu)向中空核/介孔殼結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。而且制備出的中空核/介孔殼結(jié)構(gòu)的多級孔碳材料具有均一的孔徑，殼壁較薄，大約在5nm左