多級(jí)孔生物質(zhì)碳材料的制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、多級(jí)孔碳材料作為一種新型的碳材料，近年來(lái)受到研究者們的廣泛關(guān)注。它克服了傳統(tǒng)多孔碳材料結(jié)構(gòu)單一的缺點(diǎn)，結(jié)合了不同級(jí)別孔徑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。其中多級(jí)微孔-介孔碳材料結(jié)合了微孔和介孔結(jié)構(gòu)的特征，具有比表面積大、孔容高、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)惰性和熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛的應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。大氣中CO2濃度的急劇上升是造成溫室效應(yīng)的主要因素，而尋找合適的吸附劑用于吸收煙道氣中的CO2則是目前解決該問(wèn)題最直接有效的手段。因此，本論文研究簡(jiǎn)單的方法合成多級(jí)

2、孔碳材料，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化并用于CO2吸附過(guò)程。
　　采用多步法以SBA-15為硬模板合成多級(jí)孔碳材料，考察了浸漬次數(shù)、碳化溫度、碳化時(shí)間對(duì)介孔碳結(jié)構(gòu)的影響，最佳合成條件下的介孔碳經(jīng)CO2活化處理制備多級(jí)孔碳，并考察了活化時(shí)間和活化溫度對(duì)材料結(jié)構(gòu)和CO2吸附性能的影響。結(jié)果表明浸漬兩次、900℃碳化4h的介孔碳具有最佳的孔道結(jié)構(gòu)，該條件下的介孔碳在900℃活化4h后得到的多級(jí)孔碳的比表面積達(dá)到2124.9m2/g，總孔容達(dá)到2.27c

3、m3/g，CO2的吸附量達(dá)到3.41mmol/g。
　　采用一步法以F127為軟模板合成多級(jí)孔碳材料，考察了水熱溫度、模板劑用量、碳化溫度及TEOS添加量對(duì)多級(jí)孔碳結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明水熱溫度130℃、F127用量0.5g、碳化溫度800℃及TEOS添加量11mL是最佳合成條件。將該條件下的多級(jí)孔碳進(jìn)行CO2活化，結(jié)果表明在900℃下活化4h后，材料的比表面積、總孔容和CO2吸附量分別由1574.2m2/g、1.19cm3/g、2

4、.32mmol/g升高至2437.6m2/g、2.17cm3/g、3.60mmol/g。
　　采用一步法以DDAC為軟模板合成多級(jí)孔碳材料，考察了水熱溫度、模板劑用量、TEOS添加量及碳化溫度對(duì)多級(jí)孔碳材料結(jié)構(gòu)的影響，表明水熱溫度110℃、F127用量1.0g、TEOS添加量9mL及碳化溫度700℃為最佳合成條件。將該條件下的多級(jí)孔碳進(jìn)行CO2活化，結(jié)果表明在900℃活化4h后，材料的比表面積、總孔容和CO2吸附量分別由1704.