介孔炭材料及介孔炭／氧化硅复合材料对大分子有机污染物的吸附

介孔炭材料与活性炭相比具有较大的孔体积和孔径,高的比表面积以及规则的孔道结构,而介孔炭/氧化硅复合材料兼顾了活性炭与介孔材料的优点,因此在吸附大分子有机污染物方面有很好的应用前景。笔者综述了近年来介孔炭,负载/修饰后的介孔炭,介孔炭/氧化硅复合材料的制备和最新研究进展。在制备方面,根据其制备机理的不同可分为硬模板法和软模板法,制备出有序的介孔炭与介孔炭/氧化硅复合材料。在应用方面,重点介绍了介孔炭材料和介孔炭/氧化硅复合材料对大分子有机污染物的吸附性能。进而对介孔炭/氧化硅复合材料在吸附方面的应用进行了展望。

介孔炭材料对亚甲基兰的吸附特性研究

研究介孔炭材料对亚甲基兰的吸附特性,采用紫外分光光度法分别考察了不同时间、温度、浓度、pH时介孔炭材料对亚甲基兰吸附特性的影响.结果表明,亚甲基兰溶液浓度为5 mg/L,温度为25℃,吸附时间为8 h,pH值在9 h吸附效率最高.介孔炭材料对亚甲基兰的吸附符合二级吸附动力学方程,且吸附等温线符合Freundlich式.

用软模板法制备有序介孔炭材料过程的研究

采用软模板法合成有序介孔炭材料,并通过热重分析、低温氮吸附-脱附测量、小角XRD、透射电镜和傅里叶变换红外光谱等分析表征手段,分别考察了有机模板剂脱除和炭化过程对生成有序介孔炭结构和性能的影响。研究结果表明,在N2气氛下350℃焙烧5h可有效脱除有机模板剂,获得具有有序介孔结构的炭材料前驱体;该材料在500~800℃炭化后可生成有序介孔炭材料,其孔径分布变化不大,但比表面积和孔容有较大程度提高,提高部分主要集中分布在微孔区,最佳炭化温度为600℃。

基于可再生植物多酚的介孔炭材料合成及其环境和能源应用

介孔炭材料具有高比表面积、可调的组成和孔结构、良好的化学稳定性和导电性,被广泛用于环境、催化、能源等领域。碳源是介孔炭合成的关键。植物多酚,作为一种生物质碳源,具有低价、无毒、可再生的优点。且植物多酚具有黏附性和金属络合能力,被广泛用于合成介孔炭复合材料。尽管该领域已取得巨大进展,但关于植物多酚衍生介孔炭的综述还很少。本文综述了以植物多酚为原料制备的各种介孔炭材料,包括多孔炭泡沫、有序介孔炭、介孔炭球、杂原子掺杂炭和金属/介孔炭复合材料。总结了上述炭材料在环境和能源等领域的应用。该综述将为植物多酚化学和纳米多孔炭材料的研究建立桥梁,促进更多的研究者利用植物多酚作为碳源制备功能介孔炭材料。

氮磷掺杂生物质介孔炭的合成及其电化学性能

以桉木木质纤维素作原料,六对羧基苯氧基环三磷腈(HCPCP)作为氮磷掺杂剂,NaOH作为共活化剂,采用先炭化后活化制备了木质纤维素基氮磷掺杂介孔炭(NPC)材料,采用SEM、XRD、XPS和拉曼光谱等方法对介孔炭材料进行表征。研究结果表明:活化温度650℃下得到的样品(NPC-650)具有丰富的蜂窝状孔隙结构,平均孔径为5.18 nm,介孔体积比89%。用介孔炭NPC-650作为阴极材料组装成锌离子混合电容器,在0.2 A/g电流密度下比电容为194 F/g,能量密度为87.3(W·h)/kg,功率密度为179.5 W/kg,在10 A/g电流密度下充/放电5000次,电容保持率98.9%。

噻吩及其与异辛烷二元混合物在介孔炭材料CMK-3中吸附的蒙特卡罗模拟

建立了介孔炭材料CMK-3的分子模型,并采用巨正则蒙特卡罗方法模拟了噻吩分子及其与异辛烷二元混合物在介孔炭材料CMK-3中298 K下的吸附等温线和吸附分布情况以及该二元混合物在介孔炭材料CMK-3中的等量吸附热。结果表明,噻吩分子在介孔炭材料CMK-3表面的吸附主要为多分子层物理吸附,且集中在粗炭棒表面。在二元混合物的吸附中,噻吩和异辛烷在介孔炭材料CMK-3中存在竞争吸附过程,异辛烷的吸附能力强于噻吩,且异辛烷主要聚集在离粗炭棒较近的位置,而噻吩主要集中在离粗炭棒相对较远的位置和细炭棒上。

掺氮介孔炭作为双功能材料用于氧还原与超级电容器(英文)

以壳聚糖为含氮碳源,正硅酸乙酯为软模板,硝酸镍为催化剂,通过简单的低温水热法及后续炭化,成功合成出掺氮介孔炭材料(NMC-1).NMC-1含有多孔结构以及氮氧等杂原子,能提高其电催化性能、双电层电容与赝电容.由于NMC-1在碱液中表现出显著的催化氧还原反应活性和具有较高的超级电容器比电容(在0.2 A/g时为252 F/g)及好的循环稳定性,因此,它有可能作为一种可再生、环保的双功能材料同时应用于燃料电池与超级电容器领域.

镁功能化炭材料的制备及酯交换催化性能研究

利用溶胶-凝胶法一步合成了镁功能化的介孔炭材料,并考察了其在碳酸二甲酯与碳酸二乙酯酯交换反应中的催化性能.利用碱性溶液预处理的介孔Mg-NC材料表现出了优异的催化性能和高稳定性.并通过N_2吸附-脱附、XRD、CO_2-TPD以及NH_3-TPD对材料进行了结构以及表面理化性质的表征.结果表明材料表面的弱酸弱碱中心的协同作用对催化性能的提高起到至关重要的作用.