球形多孔碳材料的制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、開發(fā)新型吸附材料和儲(chǔ)能材料，對治理水體污染和解決能源短缺問題具有重大意義。球形多孔碳材料具有較高的比表面積、開放的孔結(jié)構(gòu)、可調(diào)節(jié)的直徑和表面化學(xué)性質(zhì)等特點(diǎn)，可應(yīng)用于吸附和能量儲(chǔ)存等諸多現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域。因此，本論文從球形多孔碳材料的制備方法入手，分別制備出不同性質(zhì)球形多孔碳材料，并研究其在吸附和儲(chǔ)能方面的應(yīng)用性能。主要研究內(nèi)容如下:
　　1)以六次甲基四胺和間苯二酚為碳源，正硅酸乙酯為無機(jī)物前驅(qū)體，表面活性劑十六烷基三甲基澳化銨和嵌段

2、共聚物F127為共模板劑，通過水熱合成的方法成功制備出直徑在80～170 nm之間可調(diào)節(jié)的雙介孔碳球。所制備介孔碳球最大比表面、孔容分別為1481 m2/g、2.55 cm3/g;相應(yīng)介孔孔徑分別為4.1 nm和24.1 nm。該碳球?qū)λ芤褐腥玖洗蠓肿蛹谆?、堿性品紅、亞甲基藍(lán)有良好的吸附效果。實(shí)驗(yàn)中結(jié)合吸附動(dòng)力學(xué)和吸附等溫線模型對碳球吸附行為進(jìn)行研究，全面分析了其作為工業(yè)吸附劑的可行性。
　　2)提出“溶解-捕獲”方法制備空心

3、介孔碳球。首先以聚苯乙烯球?yàn)閮?nèi)核模板和碳源，在其表面均勻包覆介孔二氧化硅;然后利用四氫呋喃溶解聚苯乙烯，介孔二氧化硅捕獲聚苯乙烯的過程形成空心結(jié)構(gòu);最后經(jīng)交聯(lián)化、碳化和去除二氧化硅過程，制備出介孔孔徑均一且單分散存在的空心介孔碳球。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該方法可通過改變聚苯乙烯球的直徑對空心介孔碳球的空腔大小進(jìn)行精確調(diào)控。苯酚吸附性能測試表明，具有中空結(jié)構(gòu)和豐富介孔的空心介孔碳球?qū)Ρ椒臃肿泳哂辛己玫奈侥芰Α?br>　　3)以“溶解-捕獲”方法為理