介孔炭

摘要： 采用模板法,以MCM-41为模板剂,2-噻吩乙醇和百里香酚蓝为前体,制备了掺硫介孔炭吸附剂,在固定床汞吸附实验装置上研究了其脱汞性能,考察了前体质量比、煅烧温度、烟气温度与烟气组分(O_(2)、SO_(2))等因素对其脱汞性能的影响,并对吸附剂的物化特性进行了表征,分析了其脱汞特性。结果表明:在前体(2-噻吩乙醇∶百里香酚蓝)质量比为6∶1、煅烧温度为900°C时制备获得的掺硫介孔炭MCM-900-1∶6的脱汞效率最高,其比表面积达932m^(2)/g,C质量分数为81.12%,S质量分数为10.24%;MCM-900-1∶6脱汞温度区间较广,在50~150°C下脱汞效率高达90%;MCM-900-1∶6有着良好的抗SO_(2)干扰能力,O_(2)对其脱汞有一定的促进作用;随着煅烧温度上升,掺硫介孔炭的分层现象消失且变得更加规整;FTIR表明900°C煅烧后,掺硫介孔炭的C=S取代O―H成为数量最多的官能团;XPS分析表明,掺硫介孔炭表面主要为噻吩硫与单质硫,它们对脱汞起主要作用。

摘要： 掺氮多孔炭材料在电化学能量储存和转化方面具有良好的应用前景。可控的氮原子掺杂与孔结构设计对提高其性能起着重要作用。本工作利用无溶剂纳米铸造法,以甘氨酸(Gly)为单一前驱体、以SBA-15为硬模板,制备了掺氮有序介孔炭材料(N-OMCs)。甘氨酸在SBA-15孔道内的限域热解对提高碳产率、氮掺杂量以及构筑双介孔结构非常重要。NOMCs具有高比表面积(923~1374 m^(2)·g^(−1))、大孔隙体积(1.32~2.21 cm^(3)·g^(−1))、双介孔分布(4.8和6.2~20 nm)和高氮含量(3.66%~12.23%)。通过改变Gly/SBA-15的质量比和温度,可以调节材料的结构有序性、粒径、孔隙率和氮掺量。N-OMCs作为电极材料在超级电容器中具有较高性能。最佳样品在0.5 A·g^(−1)时具有298 F·g^(−1)的比电容、高倍率性能(在30 A·g^(−1)时保留70%)与良好的循环稳定性。同时,N-OMCs在电催化氧还原反应(ORR)中也表现出良好性能。最佳样品的起始电位和半波电位分别为0.92和0.83 V,极限电流密度为5.06 mA·cm^(-2)。本工作还讨论了N-OMCs的理化性质与其性能的关系。

摘要： 以油酸表面处理后的纳米四氧化三铁为添加剂,制备了聚苯胺/四氧化三铁复合物。将该复合物在氮气气氛下于500°C炭化、800~1300°C进行石墨化处理,得到介孔炭材料。使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪和等温吸脱附仪等对介孔炭材料进行表征,探讨了石墨化温度对材料形貌和结构的影响规律。研究表明:石墨化温度从800°C到1000°C,复合物转变为不规则颗粒状的多孔炭,具有不规则局部石墨化的碳层结构;石墨化温度为1200°C时,材料中存在碳化铁(Fe3C),出现大量开口的球状物,大小约600nm,壁为石墨化的碳层,壁厚约为50nm;石墨化温度为1300°C时,则得到空心炭球,直径1~2μm,球壁厚约为20nm。另外,通过改变石墨化温度可以调控介孔炭材料的孔结构和比表面积,平均孔径为5.9~19.9nm,比表面积为62.6~677.8m^(2)/g。循环伏安法测试表明,经过800°C石墨化处理的介孔炭材料比容量最高,以0.5mol/L硫酸为电解液,扫描速率为5mV/s时,介孔炭材料比容量为161F/g。

摘要： 以棉涤废料为炭前驱体,利用醋酸钙为模板剂,采用单因素法考察在不同热解温度、质量比和热解时间下制得的介孔炭对亚甲基蓝和四环素的吸附性能,从而筛选得到最佳制备工艺参数,同时利用氮气吸附-脱附曲线、扫描电镜、X射线衍射、红外光谱进行物化性能分析,并研究其对水中四环素的吸附规律.结果表明,制备棉涤废料基介孔炭的最佳工艺参数为:热解温度为800?°C、醋酸钙和棉涤废料质量比为1.5:1、热解时间为1.5?h.醋酸钙模板剂成孔性能优异,制得的介孔炭总比表面积高达1106.630?m2·g-1,介孔率达到62％,对水中四环素的吸附过程符合Langmuir模型,为自发吸附,最大吸附值为506.40?mg·g-1.

摘要： 以棉经纬纶废料为原料,利用Fe(NO3)3为活化剂制备介孔炭.通过单因素实验考察Fe(NO3)3和棉经纬纶废料质量比、活化温度和活化时间对介孔炭碘值和得率的影响,得出其最佳制备工艺条件为:质量比为0.5:1、活化温度为700?°C、活化时间为0.5?h,制得的介孔炭碘值和得率分别为409.78?mg·g-1和13.72％,比表面积为382.95?m2·g-1,介孔比表面积和介孔容积分别为335.16?m2·g-1和0.79?cm3·g-1.介孔炭对Cr(VI)的吸附量随pH增加而减小,最大吸附量为46.03?mg·g-1,吸附行为符合Langmuir模型,为单分子层吸附.

摘要： 通过稳态燃烧火焰结构、熄火表面形貌和成分分析,研究铅铜螯合物/介孔炭催化剂对改性双基推进剂燃烧性能的影响.结果表明,铜铅螯合物/介孔炭复合物作用于改性双基推进剂,其稳态燃烧火焰结构的燃烧表面均匀分布,其火焰亮度高,暗区域面积较少,熄火表面形貌均匀,且不能明显观察到残留晶状物,表明加入铜铅螯合物/介孔炭催化剂后催化燃烧更充分彻底.

摘要： 采用软模板法,利用三嵌段共聚物F127为模板,苯酚、甲醛为前体,以氢氧化钠和盐酸为催化剂,在设计的酸/碱体系中通过水体系自组装的方法合成了高度有序的介孔炭材料,对材料表面进行了S、N掺杂改性并研究了其表面改性对电化学电容器性能的影响.

摘要： 以纳米纤维素(NCC)为碳源,四甲氧基硅烷(TMOS)为模板剂,通过调控模板剂的添加量制备不同的介孔炭材料.采用透射电镜(TEM)、激光粒度仪、扫描电镜(SEM)以及低温液氮吸附对NCC以及介孔炭材料进行表征分析.结果表明,硫酸水解得到的NCC为纳米尺寸棒状颗粒(长150～250nm,宽5～15nm);所得产物为介孔炭材料,模板剂的添加量对产物的孔结构有重要影响.当模板剂添加量在60wt％左右时,可得到高比表面积(933.90m2·g-1)、大孔容(0.87cm3·g-1)的介孔炭材料,孔径集中分布在4～10nm之间.样品的吸附-脱附曲线均为Ⅳ型等温线，曲线闭合良好,当相对压力小于0.4时，氮气吸附量随着相对压力的升高而缓慢增加，此时氮气分子以单层或多层吸附在孔结构的表面。当相对压力大于0.4时，吸附-脱附曲线构成明显的H1型滞后环，这是因为氮气在孔内部发生了毛细凝聚现象，表明材料具有相对集中分布的介孔结构。当相对压力增大到1时，样品的吸附量不同，这是因为不同的模板剂添加量对产物的孔结构有重要的影响，导致对氮气的吸附性能不同。

摘要： 采用自制的介孔炭吸附高能炸药CL-20,研究其吸附热力学与动力学特征.吸附热力学实验结果分析证实Freundlich方程能更好地描述CL-20在介孔炭上的吸附,吸附过程为自发的吸热、熵增过程.吸附动力学研究表明:准二级动力学模型适用于介孔炭对CL-20溶质的吸附过程.

摘要： 近年来，锂二次电池因其高比能量、长循环寿命等特点而被广泛应用。然而，锂二次电池性能的提高在很大程度上取决于正极材料的特性。与无机材料相比，有机醌类化合物作为锂电正极材料具有理论比容量较高、原料丰富、环境友好、结构可设计性强、体系安全的优点，另外，值得注意的是某些醌类物质还可从植物中直接提取得到，因此，醌类化合物是一类具有广泛应用前景的储能物质。然而，其作为锂电正极材料也存在如下问题，一是电绝缘性导致材料利用率不高；二是易溶解于有机电解液中造成电池的循环性能下降。针对上述问题，作者借鉴了锂硫电池的相关研究，选取了电化学可逆性好且易升华的9,10-蒽醌作为研究对象，采用升华填充法制备了介孔炭/蒽醌寄生型复合材料，对其电化学性能进行了初步研究，以探索将其用作锂电池正极材料的可能性。

摘要： 本文以CMK-3为载体,CuCl为活性组分,采用热分散法制备了一种新型的络合吸附剂.考察了吸附剂的制备条件,使用智能重量吸附仪IGA-100 测量了乙烯、乙烷单组份在该吸附剂上的吸附等温线.结果表明,CuCl/CMK-3 络合吸附剂制备的最适宜焙烧温度及时间为573 K 下4 h.Cu(I)的存在增强了吸附剂与乙烯之间的p 络合作用,降低了吸附剂对乙烷的吸附量,使得乙烯-乙烷的平衡吸附量之比由0.93 提高至2.17,乙烯吸附量为37 mL·g-1.采用分别考虑物理吸附和化学吸附的模型对乙烯在负载Cu(I)吸附剂上的吸附实验数据进行关联,模型计算值与实验值吻合良好.

摘要： 本发明公开了一种高介孔率生物质活性炭的制备方法及其获得的活性炭，该方法包括原料破碎、酸水热炭化、低温活化、高温活化、水洗等步骤，采用磷酸作为活化剂，将生物质制备成活性炭。本发明相比现有技术具有以下优点：采用水热炭化及一次空气活化促进磷酸对生物质中的纤维素、半纤维素等高聚糖的水解和脱水反应，减少磷酸之间的缩合反应，促进了磷酸的活化作用；生产工艺简单，设备要求低；无需添加其他催化剂，降低了生产成本；活化所用的磷酸水洗后可回收，无污染；所制备的活性炭具有较大的比表面积和发达的孔隙结构，其中总孔容为2.0447cm3·g‑1，介孔孔容为1.976cm3·g‑1，介孔率达到95％以上，对亚甲基蓝有较好的去处效果，具有极大的市场应用前景。

摘要： 本发明公开了一种固废生物质熔盐混融制备大孔/介孔结构杂化生物炭的方法，具体为：将农林业生产过程中产生的生物质固体废弃物为原材料，经清洗、阳光晒干、粉碎过筛网、烘箱干燥脱水；所得生物质粉末与金属混盐混合研磨，在惰性气体气氛下进行炭化反应，反应结束后，冷却至室温，分离并研磨得到生物炭粉末；所得的生物炭粉末用超纯水洗涤，洗至溶液pH近中性，除去表面残留的盐杂质，即可得到纳米片自组装结构的生物炭。本发明采用的生物炭制备方法可以在相对较低的温度下将固体废弃物的生物质转化为具有大孔/介孔杂化的孔隙结构的生物炭，并且保持丰富的表面官能团。本发明可以实现农林固废生物质的资源化利用，产生附加值较高的碳材料。

摘要： 本发明公开了一种室温下在乙醇-水溶液中利用间苯二酚-甲醛树脂和非离子表面活性剂合成高度有序介孔间苯二酚-甲醛高分子和有序介孔炭的制备方法。具体的制备过程是，在碱性催化剂下制得低聚合度的间苯二酚-甲醛高分子前躯体，将高分子前躯体和非离子表面活性剂溶液混合后，加入酸性催化剂，使高分子前躯体在表面活性剂的周围进一步聚合，并从溶液中沉淀析出，离心或静置后除去上层溶液后得到的高分子前躯体-表面活性剂复合物。将复合物在烘箱中干燥后，惰性气氛下焙烧除去表面活性剂，得到高度有序介孔高分子材料，进一步在高温下碳化得到相应的有序介孔炭材料。该制备方法工艺简单，沉淀过程在室温下进行，耗时短，酸碱催化剂用量少，而且利用这种方法得到的材料的有序度高，重复性好，并且形成高分子前躯体-表面活性剂的过程在液相中进行有利于大批量合成。

摘要： 一种三维有序大孔-介孔炭材料的制备方法。将硅酸四丁酯加入无水乙醇中搅拌，得溶液①；将无水乙醇、氨水、蒸馏水、三氯化铝混合形成溶液②；将溶液①缓慢添加到溶液②中搅拌反应后，将产物离心分离，继续用无水乙醇洗涤沉淀，直至洗至中性，恒温真空干燥，然后高温炭化，得到SiO

摘要： 本发明公开了一种长程有序超高比表面积介孔炭/介孔硅材料的量产方法，将含有酚醛树脂、正硅酸乙酯和F127的原料混合物经涂膜、固化、预烧制、高温烧结、粉碎以及球磨至颗粒，再用碱液浸泡、加热后洗净即可。采用产量稳定、价格低廉的化工品作为原料，而且工艺步骤简单、易行，从而可以大幅降低成本，利于介孔材料的大规模工业化应用；更重要的是，制备出的介孔炭、介孔硅材料，长程有序、结构稳定、孔道均匀、比表面积大，可用于能源材料、吸附材料、催化材料多种用途。

摘要： 本发明涉及一种钨功能化的有序介孔高分子及有序介孔炭材料的合成方法：用低聚的酚醛树脂与钨源反应，获得钨改性的炭前体；并通过该前体与非离子表面活性剂之间的氢键作用及溶液蒸发自组装的诱导效应，获得具有不同介观结构的复合材料。该复合材料在惰性气氛下焙烧、高温炭化最终转化为一系列钨功能化的有序介孔炭/有序介孔高分子复合材料。这种对炭前体实施改性并通过溶液蒸发诱导自组装法获得的介孔复合材料具有有序度高、碳化钨颗粒小并高度分散的特点；并且有望发展出其他金属或金属碳化物复合的有序介孔炭/有序介孔高分子材料。

摘要： 本发明公开了一种室温下在乙醇-水溶液中利用间苯二酚-甲醛树脂和非离子表面活性剂合成高度有序介孔间苯二酚-甲醛高分子和有序介孔炭的制备方法。具体的制备过程是，在碱性催化剂下制得低聚合度的间苯二酚-甲醛高分子前躯体，将高分子前躯体和非离子表面活性剂溶液混合后，加入酸性催化剂，使高分子前躯体在表面活性剂的周围进一步聚合，并从溶液中沉淀析出，离心或静置后除去上层溶液后得到的高分子前躯体-表面活性剂复合物。将复合物在烘箱中干燥后，惰性气氛下焙烧除去表面活性剂，得到高度有序介孔高分子材料，进一步在高温下碳化得到相应的有序介孔炭材料。该制备方法工艺简单，沉淀过程在室温下进行，耗时短，酸碱催化剂用量少，而且利用这种方法得到的材料的有序度高，重复性好，并且形成高分子前躯体-表面活性剂的过程在液相中进行有利于大批量合成。

摘要： 本发明提供了一种蠕虫孔状介孔炭载体负载PtRu催化剂。本发明通过改进的溶胶凝胶技术合成了不同孔径的WMC，以此为载体，采用脉冲微波助多元醇还原技术制备了系列WMC负载的PtRu催化剂，并对催化剂的物化性能和电催化性能进行了系统测试和分析。本发明通过研究以三种不同孔径的WMCs为载体的PtRu催化剂，研究了载体的孔径大小对PtRu电催化甲醇氧化活性的影响。研究发现：1)采用相同形貌、比表面积均较大、但孔径不同的炭载体时，所制备的催化剂PtRu颗粒基本相同；2)载体孔径的大小对PtRu催化活性有着决定性的影响。

摘要： 本发明属于化工材料制备技术领域，具体地，涉及一种制备高中孔率淀粉基介孔炭的方法。本发明以价廉易得的可溶性淀粉为原料，经过原料混合、自组装、催化脱水、炭化制得高中孔率的淀粉基介孔炭。本发明的有益效果是采用碳前驱体聚合物和模板同步生成的方法，可制得成本低、中孔率高的淀粉基介孔炭，有助于其在吸附、电化学等领域的应用。

摘要： 本发明公开了一种利用生物模板制备大孔-介孔炭材料的方法。选用葡萄糖为炭源，以蟹壳为生物模板，制备出具有特殊空间构型的大孔-介孔炭材料，实验方法简便快捷。与传统的制备方法----模板法相比，模板的组装耗时长、操作繁琐，且受客观操作条件的影响较大，不易控制。本发明利用自然界存在的天然具有特殊微观结构的蟹壳为生物模板，节约了模板制备能源和炭材料的制备周期，具有高效、低成本、工艺简单、易操作等优点，适合工业化生产，且工业生产成本低，具有较强的推广与应用价值。