雜化介孔碳分子篩的合成及應(yīng)用.pdf

1、介孔碳材料具有良好的導(dǎo)電性、很強的骨架剛性以及大的比表面積。這些特點使其在電化學(xué)、吸附、催化等方面有著巨大的應(yīng)用潛力。雜化介孔碳材料由于同時具有無機固體的均勻介觀孔道和雜化成分產(chǎn)生的特殊性能引起了人們的極大關(guān)注。鑒于此，本論文選擇有序雜化介孔碳作為主要研究對象，采用直接非離子表面活性劑模板法合成。合成中主要考慮了有機前驅(qū)體的反應(yīng)性能，一步法獲得雜化介孔碳材料。所獲得的雜化介孔碳有望用于耐磨材料、電催化劑料、高效吸附劑和催化劑載體。

2、 首先用有機-有機自組裝技術(shù)合成含氮有序介孔聚合物和介孔碳。有機前驅(qū)體是用苯酚和甲醛生成的A階酚醛樹脂和間-氨基苯酚，以三嵌段共聚物F127為表面活性劑。通過調(diào)節(jié)間氨基苯酚的量可以控制介孔聚合物和碳中N的摩爾百分含量為0.2％-1.6％。氮摻雜介孔碳具有高介觀有序度，大比表面積(～1200m2/g)、大孔容(～0.65cm3/g)和均一的孔徑分布。N的摻入能增加介孔碳的石墨化程度。 論文的第三章利用自組裝技術(shù)，選用A階酚醛樹脂

3、、正硅酸乙酯、異丙醇鋁或氯化鋁為前驅(qū)體，三嵌段共聚物F127為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑合成酸性氧化物摻雜的介孔碳復(fù)合材料。所得的介孔C/SiO2-A12O3復(fù)合體比表面積為～439m2/g，孔容為～0.45cm3/g，孔徑為～6.4nm。復(fù)合體中的SiO2-A12O3提供酸中心，且酸性位均勻分布在碳骨架中。 論文的第四章研究了酸對有機一有機自組裝的影響。結(jié)果表明，反應(yīng)型酸，如硼酸和磷酸，能與A階酚醛樹脂反應(yīng)形成含硼或磷的聚合物，在碳化過程中，

4、C-B鍵可被保持，所得介孔碳中含有雜原子。與此同時，含硼或磷聚合物的生成降低了體系的親水端體積，導(dǎo)致介觀相的轉(zhuǎn)變。另一方面，非反應(yīng)型酸，如鹽酸和硫酸，不參與有機-有機自組裝過程，但促進了聚合物的交聯(lián)，一定程度上影響介孔碳材料的介觀有序度。 論文的第五章主要研究了有機一有機自組裝技術(shù)得到的高度有序介孔碳對廢水中染料大分子的吸附行為。結(jié)果表明，介孔碳的孔隙率和孔徑大小都會影響其對染料大分子的吸附。高比表面積和大孔徑的介孔碳對染料具有