多級(jí)孔碳材料的制備與表征.pdf

1、多級(jí)孔碳材料結(jié)合了不同尺寸孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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(shì)，克服了傳統(tǒng)單級(jí)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(jiǎn)單的浸漬或包覆的方法，制備出相應(yīng)的多級(jí)孔碳材料，考察不同參數(shù)對(duì)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?yàn)橛材０逋ㄟ^簡(jiǎn)單浸漬而制得殼/核結(jié)構(gòu)的多級(jí)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(zhǎng)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(jí)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(jí)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(jí)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(duì)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(lái)測(cè)試了對(duì)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(jí)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(jí)孔碳材料通過外加磁層的作用進(jìn)行迅速的回收，這將會(huì)對(duì)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?yàn)檐浻材０逯苽涑龃罂?介孔結(jié)構(gòu)的碳材料或是殼/核結(jié)構(gòu)的多級(jí)孔碳材料。而且經(jīng)過簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)硅球與F127的質(zhì)量比，就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)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(jí)孔碳材料具有均一的孔徑，殼壁較薄，大約在5nm左