化學活化法制備高中孔率多孔碳材料的研究.pdf

1、活性碳纖維由于具有豐富的微孔結(jié)構(gòu)，對小分子物質(zhì)具有良好的吸附性能，在環(huán)保領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。而中孔碳材料則在吸附質(zhì)為染料、維生素、細菌等大尺寸物質(zhì)時表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附性能。中孔碳材料不僅在大分子吸附方面有重要的應(yīng)用，而且在雙電層電容器、催化劑載體等領(lǐng)域也有非常廣闊的應(yīng)用前景。因此，中孔碳材料的設(shè)計和控制合成對碳材料的性能提升及開拓其新的應(yīng)用領(lǐng)域都是非常重要的。 本論文主要開展了以下的研究工作：1.以聚丙烯腈為原料的多孔碳材料的制備

2、、結(jié)構(gòu)表征及性能測試以聚丙烯腈(PAN)為原料，通過溶解預(yù)混致孔劑的方法制備了一批碳前驅(qū)體，然后在一定條件下碳化活化，制備了一系列的多孔碳材料，采用了多種分析手段對所制備的多孔碳材料的結(jié)構(gòu)進行表征。根據(jù)低溫氮吸附等溫線進行比表面積、孔體積與孔分布等孔結(jié)構(gòu)分析，借助XRD分析了產(chǎn)品的石墨化程度，采用SEM觀察產(chǎn)品的表面形貌，并以亞甲基藍的靜態(tài)吸附量來定性表征其吸附性能。 結(jié)果表明，以PAN為原料，通過添加不同的致孔劑，可以制備出從

3、微孔到中孔的一系列的多孔碳材料。當添加的活化劑為ZnC12時，所得到的產(chǎn)品主要以微孔為主，而且通過控制活化條件，可以制備出高比表面積的微孔碳材料；當添加的活化劑為MgO時，所得到的產(chǎn)品主要以中孔為主，而且在適當提高活化劑用量的情況下(如MgO：PAN=3：2)，在800-900℃下活化180min所得到的產(chǎn)品的比表面相對較大，而孔徑也能控制在中孔范圍內(nèi)，中孔率達到85％以上。 2.以聚苯乙烯為原料的多孔碳材料的制備本部分實驗可以