模板法制备中孔炭及其负载氧化铈的SCR脱硝性能研究

以硅铝比为38的分子筛为模板,蔗糖为前驱体,用模板法制备了中孔炭材料,并对制备的材料进行了表征。重点探讨了以制备的碳材料为载体,Ce为活性组分的催化剂的脱硝性能。结果表明,制备出的碳材料存在部分中孔,平均孔径为2.9nm;负载了Ce的催化剂,NH3选择性催化还原(Selective catalytic reduction,SCR)脱硝性能比未负载的脱硝性能好,表明Ce具有催化作用;将制备的碳材料经硝酸预处理,发现Ce负载量为10%的催化剂脱硝活性最好,在380～450℃之间保持60%以上的NO转化率。

同步合成模板炭化法制备双电层电容器电极用中孔炭材料的研究(英文)

以正硅酸乙酯为模板硅源,间苯二酚 甲醛凝胶为炭前驱体,采用同步合成模板炭化(SSTCM)法制备了具有可控结构的中孔炭材料。炭材料的比表面积可达1500m2/g,平均孔径在3nm～10nm之间。经过酸催化水解预处理的二氧化硅模板前驱体溶液与间苯二酚 甲醛溶液混合,碱性条件下使两者的溶胶凝胶反应同步发生,得到有机/无机凝胶混合物。再经炭化、HF去模,制得SSTCM炭材料。N2等温吸脱附研究表明,与炭前驱体聚合物同步合成的结构可调的二氧化硅模板,导致了SSTCM炭材料可控中孔结构的形成。循环伏安研究表明,采用这种同步合成模板炭化法制备的SSTCM炭材料质量比容量达270F/g,炭材料具有的典型中孔结构使其可能成为一种理想的双电层电容器电极材料。

模板法制备丰富中孔炭材料的研究进展

综述了中孔炭材料的制备方法 ,详细介绍了近年来新兴的模板法制备中孔炭材料在国际上的研究进展 ,并评述了中孔炭材料制备方法的优缺点。模板法制备中孔炭材料 ,不但能使所得的炭材料孔径均一 ,且能使其纳米孔道结构排列均匀有序 。

模板法制备沥青烯基有序结构中孔炭

以煤炭直接液化工艺过程的副产物——沥青烯为碳源,中孔硅分子筛SBA-15为模板,采用模板炭化法制备了具有规则结构的中孔炭。制备过程包括利用溶剂夹带法将沥青烯填充到模板孔道内,炭化模板孔道内的沥青烯以及脱除模板等步骤。利用扫描电镜、透射电镜、粉末X射线衍射仪对产品的微观形貌和结构进行了分析;测定了材料的抗氧化性能、导电性能以及对N2的吸附特性。结果表明:产品具有对模板结构反转复制的规则结构,其比表面积为562m2/g,孔容为0.566cm3/g,孔尺寸呈单分布,平均孔径为3.57nm;此外,材料具有良好的抗氧化性能,空气环境下300℃处理后样品仍保持规则的孔结构形态;其平均电阻率为0.16Ω.cm左右,属半导体材料导电性能范畴。

模板法煤沥青基中孔炭的制备及其电化学性能

以煤沥青质为碳源,气相法二氧化硅为模板,制备中孔炭(Mesoporous carbon,MC),通过CO2活化调变其表面结构。用TEM、N2吸附、电化学工作站及Land电池测试系统等对产品炭的微观结构及电化学性能进行研究。结果表明:在活化温度900℃、CO2气流量100mL/min条件下,随着活化时间的增加,炭产品的BET比表面积、微孔孔容均呈增加趋势。在活化时间为150min时,产品炭的BET比表面积可达1360m2/g,比活化前的比表面积提高了约88%。产品炭作为超级电容器电极材料表现出良好的电化学性能,活化时间为120min的样品,在1000mA/g的电流密度下,材料的质量比电容为135F/g,10000次充放电循环后,比电容值保持率高达93%。

模板法制备超级电容器中孔炭电极材料

以硅溶胶为模板剂、以葡萄糖为炭源,采用模板法制备了超级电容器中孔炭电极材料(SMC)。采用液氮吸附等温线对其孔结构进行了表征,考察了其在有机非水Et4NBF4/PC电解液中的电容特性和倍率性能,采用交流阻抗法测试了其频率响应特性,并与商品化微孔活性炭进行了比较。结果表明:模板法制得的中孔炭的最可几孔径分布集中在6.3和19.0 nm,呈双峰分布,与商品化微孔活性炭相比,由于SMC孔径更大而具有更优异的频率响应特性和倍率性能。

模板法制备有序中孔炭材料及其性能

以SBA-15为模板,蔗糖为炭源,在不同的炭化温度下合成了不同比表面积的中孔炭材料。利用红外光谱(IR),小角X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),N2吸脱附及循环伏安测试等技术考察了不同炭化温度对中孔炭材料形貌、比表面积、孔体积及比电容的影响。结果表明:最佳炭化温度为700℃,TEM观测表明,700℃炭化所制备的样品孔结构呈二维六角有序分布,N2吸脱附测试表明,该样品的孔体积为1.88cm3·g-1,比表面积为1394m2·g-1,具有典型的中孔结构和集中的中孔分布,它的最可几孔径为3.4nm;采用循环伏安测试电极及电容器的电化学行为,结果显示,该样品单电极在6mol·L-1的KOH电解液中,扫描速度为1mV·s-1时,比电容可达212F·g-1,是一种理想的超级电容器电极材料。

硝酸镍在模板法制备中孔炭中的作用

以热固性酚醛树脂(Thermosetting phenol resin,TPR)为炭前驱体,纳米SiO2为模板、硝酸镍为添加剂制备中孔炭(Mesoporous carbons,MCs)。借助比表面积测定仪和X-射线衍射分析仪,研究了添加剂加入前后中孔炭孔结构和微晶结构的变化。结果表明:加入适当含量的硝酸镍可提高中孔炭的比表面积,同时增加炭的石墨化度;通过调节硝酸镍的含量,可以制备具有孔径分布集中在4nm和10nm左右的双峰分布的中孔炭。

一步模板炭化法制备新型沥青基中孔炭材料(英文)

以乙酸镁和柠檬酸镁为模板(MgO)镁源,沥青为碳前驱体,在氮气氛中950℃一步炭化制得高表面积中孔炭材料。采用1mol/L的HCl去模,并将炭材料洗涤至中性。采用低温N2吸附测得炭材料的比表面积和孔径分布,透射电镜观察炭材料的内部结构特征。结果表明:尽管未经活化,所得炭材料中的孔大多为中孔,BET比表面积达到1295m2/g,当以柠檬酸镁为MgO前驱体时,所得炭材料的收率可高达50%。

模板法合成中孔炭材料

在综合分析无机模板法和有机模板法的基础上,提出矿物模板法和复合模板法是制备中孔炭的有效方法。矿物模板法原料价格低廉、来源广泛。复合模板法综合了软模板和硬模板的优点,能够拓展中孔炭的结构、性能和应用领域。以矿物模板制备的炭材料具有良好的电学、医学性能等,有望获得良好性价比的中孔炭材料。

模板炭化法制备沥青基中孔炭材料

以MgO为模板,采用低软化点(27℃)各向同性沥青为炭材料前驱体,采用程序升温一步炭化法制得了系列中孔炭材料。采用乙酸镁和柠檬酸镁为MgO的前驱体,沥青与MgO前驱体按照不同质量比混合,混合比例以得到的MgO为计算基准。采用低温N2吸附测得炭材料的比表面积和孔径分布,采用透射电镜观察炭材料的内部结构特征。结果表明,两种前驱体与沥青混合得到的炭材料比表面积均随MgO/沥青质量比例的增加呈线性增加趋势,柠檬酸镁体系中MgO/沥青质量比为8/2时最高比表面积达到1295m2/g,随MgO/沥青质量比的不同分别在2.5nm和5nm处有集中的孔分布;乙酸镁体系制得的炭最高比表面积也达到1199m2/g,并且在5nm和12nm处有集中的孔分布。

模板法中孔炭材料的制备与表征

以正硅酸乙酯为模板硅源,酚醛树脂为炭前驱体,运用模板法制备了中孔炭材料。并用红外光谱(FT-IR)、低温N2自动吸附、扫描电镜(SEM)、甲醛和VB12饱和吸附等对材料的结构及性能进行了测试与表征。结果表明:制备的炭材料孔径集中分布在2～7nm左右,且中孔孔隙率达到74.6%,比表面积达到1012m2/g;材料对VB12分子有较好的吸附性能。表明通过控制正硅酸乙酯的水解条件能制备孔径集中的中孔炭材料。

模板法中孔炭及其双电层电容性能(英文)

以乙酸镁和柠檬酸镁热解得到的MgO为模板,热塑性沥青为碳前驱体,采用程序升温一步炭化法(950℃,N2)制备了高比表面积中孔炭材料。尽管未进行活化,两种模板前驱体与沥青混合所制中孔炭材料均可获得非常高的比表面积。以这两种中孔炭作为双电层电容器的电极材料,在质量分数为30%的KOH电解液中测试其电化学性能。结果表明:这两种中孔炭电极均可得到较高的比电容量和理想的功率特性,尤其是柠檬酸镁作前驱体时,MgO与沥青质量比为4时得到的炭材料(MCP8/2)在20mA.g-1的电流密度下得到284F.g-1的比电容量,且在1000mA.g-1时仍能得到236F.g-1的比电容。交流阻抗测试表明:组装的双电层电容器的内部阻抗均小于3.5Ω。

应用模板法从煤沥青制备中孔活性炭

以煤沥青为原料,应用纳米二氧化硅模板法制备中孔活性炭,并考察焦模比、碱碳比以及活化温度对活性炭孔结构和收率的影响。结果表明,所得活性炭试样孔径分布最大值与模板剂孔径尺寸相吻合。在焦模比为2∶1、碱碳比为4.5∶1、活化温度为850℃时,所制活性炭总比表面积为1729 m2/g,其中中孔比表面积为1702 m2/g,占总比表面积的98.43%。

模板-物理活化法制备高性能中孔炭材料

研究了硅溶胶模板法制备的作为超级电容器电极材料中孔炭的孔结构和电化学性能。中孔炭的平均孔径和比电容随硅溶胶/炭源(葡萄糖)比的增加而增大。提出了一种硅溶胶模板法与CO2物理活化法相结合的模板-物理活化法以提高中孔炭的BET表面积来提高中孔炭的比电容。采用恒流充放电和电化学阻抗谱研究了中孔炭的孔结构与倍率性能的关系,并与商品化微孔活性炭作了比较。结果表明平均孔径较大的中孔炭具有较好的倍率特性。模板-物理活化法制备的中孔炭具有高比电容和良好的倍率特性。

溶胶-凝胶模板法控制合成中孔发达热解炭

目的合成具有发达中孔特征的热解炭材料,实现热解炭纳米孔结构的层次控制.方法采用溶胶-凝胶工艺与模板法相结合的制备方法,利用扫描电镜、透射电镜、热分析和孔径分析等方法进行结构和性能表征.结果获得了2~50 nm孔隙发达、孔径分布集中的热解炭材料,在质量分数为8%NaOH制备条件下样品的最可几孔径位于15.9 nm位置,孔径分布半峰宽18.7 nm;通过调整炭化温度及凝胶环境介质碱度条件,可进一步调整控制样品微孔与中孔部分的相对体积含量.结论采用溶胶-凝胶模板法可实现对中孔发达热解炭的控制合成,工艺简便可靠,环境友好性强.

模板法制备木质素基中孔炭材料研究进展

木质素是3种木质纤维类可再生生物质资源之一,同时是自然界中含量最丰富的芳香类天然高分子聚合物,其含碳量超过50%,是制备炭材料的理想前驱体。中孔炭材料具有比表面积高、孔径大等特点,在医学器件、催化、超级电容器等方面有着广泛的应用,模板法是制备中孔炭材料的常用方法。主要介绍以木质素为碳前驱体通过硬模板法、软模板法以及双模板法制备中孔炭材料并调控孔结构,重点介绍了制备最新进展。

模板法合成多孔炭材料的研究现状

模板法为多孔炭材料的可控与定向合成开辟了一条新的技术途径,已成为近几年国内外材料制备领域的研究热点。介绍了模板法合成多孔炭的原理及其特征,综合分析了模板类型、炭前驱体的种类、合成工艺的特点,重点综述了微孔炭、介孔炭、大孔炭的模板合成,并展望了多孔炭材料的发展方向。

以纳米SO_2粒子为模板由不同炭前躯体制备中孔炭(英文)

以纳米SO2粒子为模板,酚醛树脂、中间相沥青和聚丙烯腈为炭前躯体制备中孔炭。利用氮气吸附、元素分析和X-射线光电子能谱等分析了不同种类炭前躯体对中孔炭的影响。结果表明:在炭化温度和纳米粒子添加量相同的情况下,不同炭前躯体所制中孔炭的孔结构和表面化学性质不同。中间相沥青基中孔炭中微孔和中孔含量最少,酚醛基中孔炭中含有丰富的微孔和中孔,聚丙烯腈基中孔炭中含有大量的含氮官能团。

模板法制备有序介孔炭及其超电性能研究

以F127为模板剂,通过模板法制备了有序介孔炭材料(OMC)。对样品进行了X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM),研究其结构和形貌。结果表明,OMC孔道有序规则,壁宽为10nm。电化学测试表明此电极材料具有良好的电化学性能,可逆性能好。在电流密度为700mA/g的条件下,经500次循环测试,有序介孔炭的容量保持率为90.5%。