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，将具有极大的应用价值。     

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（FTIR）、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1012m^2／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。     

KOH活化法制备废旧棉织物活性炭及表征

以废旧棉织物为原料,KOH为活化剂,利用化学活化法制备活性炭。采用XRD、SEM、元素分析仪、比表面积及孔径分析仪、FTIR等对所制备活性炭的结构与性能进行了分析与表征。结果表明:先炭化废旧棉织物,在m(炭化料)∶m(KOH)=1∶1,浸渍时间16 h,活化温度850℃,活化时间50 min的活化条件下,制备的活性炭比表面积为1 368.67 m~2/g,其中,微孔比表面积占BET比表面积的72.05%,总孔容为0.620 8 cm3/g,微孔孔容占总孔容的71.63%,微孔孔径主要分布在0.84~1.30 nm之间;活性炭呈中空纤维状,具有丰富的孔隙结构;碳质量分数高达90.43%;表面官能团主要为羧基、羰基、羟基等亲水性基团。废旧棉织物可作为制备活性炭的原料,所制活性炭性能优良。     

中孔炭材料的制备及吸附性能的研究

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）、扫描电镜（SEM）、低温N2自动吸附、甲醛和VB12饱和吸附等对样品形貌、孔结构和吸附性能进行了研究。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1012m^2／g；材料对VB12大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。     

油茶饼粕制备活性炭工艺研究

根据GB/T 12496.10-1999测定被活性炭吸附过后的亚甲基蓝溶液的吸光度来检测活性炭的吸附性能,根据吸附结果得出最佳工艺条件:磷酸法为磷酸浓度60%,活化时间120 min,活化温度500℃,收率为46.25%,亚甲基蓝吸附量为:12.0 m L/0.1g。KOH/NaOH法制备活性炭最佳条件为炭化时间60 min,活化温度700℃,收率为11.66%,亚甲基蓝吸附量为11.5 m L/0.1g。结果表明磷酸法收率高,吸附效果理想,是油茶饼粕活性炭较好的制备方法。     

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。     

环糊精基活性炭的制备及其电化学性能

以环糊精为原料,采取先炭化后活化的方式,制备了具有高比表面积和丰富孔道结构的活性炭材料。本文通过改变KOH与环糊精炭化样品之间的碱炭比,研究了KOH用量对环糊精基活性炭结构及其电化学性能影响。在活化时间、活化温度等因素不变的情况下,活性炭的比表面积、总孔容及比电容随着碱炭比的提高,均呈现先增大后减小的趋势。当碱炭比为3时,活性炭的比表面积为1672m²/g,总孔容为0.75cm³/g,具有最佳的电容性能,在1A/g电流密度下比电容可达165F/g,优于同等条件下的商业炭21KSN（145F/g）,50000次循环后的比电容保持率为98.7%。     

纳米二氧化硅的制备与表征

本文以正硅酸四乙酯(TEOS)为前驱物,通过溶胶-凝胶法制备了SiO_2纳米粉体。并用FT- IR、SDTA、XRD、TEM表征了所制备的SiO_2纳米粉体的结构和形貌。结果表明SiO_2纳米粒子呈球状,粒径在50～100nm范围内,分布均匀,呈无定形态。     

单分散纳米二氧化硅的制备与表征

利用Stober溶胶-凝胶法,合成了大小约为80～150nm的单分散纳米二氧化硅微球,并且探讨了温度、氨水浓度以及TEOS浓度等因素对合成二氧化硅的影响.利用XRD、 IR 、SEM、 TEM 等手段对样品进行了表征.结果表明:水解温度的升高加速二氧化硅颗粒在溶液中的熟化引起团聚;氨水浓度的增加使得成核速度增加,水解速度加剧,二氧化硅的粒径增大,团聚程度也增大.TEOS的量的增加也导致二氧化硅粒径稍有增加,团聚程度加深.     

利用稻草制浆黑液制备活性炭的研究

利用稻草制浆黑液中提取的木质素/二氧化硅复合材料为前驱体制备了活性炭.研究了活化剂KOH用量、活化反应的温度和活化反应的时间对活性炭吸附性能的影响.最佳的反应条件为:浸渍比(KOH于复合材料的质量比)为3:1,活化反应的温度为750℃,活化反应的时间为1h,此时制备的活性炭碘吸附值最大.制备的活性炭碘吸附值达到816.26 mg/g,BET比表面积为532.6 m2/g.活性炭大部分为介孔结构,含有少量微孔结构,平均孔径在6 nm.     

中孔炭的催化制备方法

总结了催化法制备中孔炭的几种路径。讨论了催化活性元素及其负载方法对活性炭中孔形成过程的影响,还简要讨论了催化造孔机理。     

天然高分子物质与无烟煤混合制备活性炭研究

对以天然高分子物质与无烟煤混合物为原料进行制作活性炭进行了研究。实验验证了原料中添加天然高分子物质量、活化温度、活化时间、升温速度和活化剂KOH与原料配比等对制得活性炭性能产生影响，并通过实验找到了理想的活化条件；活化温度为800℃，活化时间为60min，升温速度为5℃／min-10℃/min，天然高分子添加剂占原料质量百分比为50％－70％，活化剂KOH对原料煤粉的适主．宜质量比例为1：1－2：1，同时分析了各因素影响碘值的原因，探讨了高分子添加剂改进煤基活性炭的原因，在一定的活化条件下，制得活性炭碘值为1580mg/g，比表面积1750m^2/g，活性炭表面基团主要为酚羟基。     

剑麻基活性炭纤维的制备及其碳化活化动力学

研究了剑麻纤维碳化活化反应动力学。结果表明,碳化活化反应符合一级动力学规律,反应速度与活性炭纤维的质量成正比例关系,并且随反应温度的升高,碳化活化反应速度常数也相应提高,反应速度常数随温度的变化关系符合阿累尼乌斯规律,剑麻基活性炭纤维的碳化活化反应的表观活化能为１２４ｋＪ／ｍｏｌ。     

NaOH活化法制备煤基活性炭的研究

以焦作无烟煤为原料,NaOH为活化剂,采用化学活化法制备煤基活性炭,分别考察了碱炭比、活化温度和活化时间等工艺参数对活性炭吸附性能和收率的影响;利用低温N2吸附法对活性炭的比表面积、总孔容及孔径分布进行了表征.结果表明,在碱炭比为4,活化温度为750℃和活化时间为1 h的条件下,可以制得比表面积为2 483 m2/g,总孔容为1.41 cm3/g,碘吸附值为2 530 mg/g,亚甲蓝吸附值为418 mg/g的煤基活性炭.     

水蒸气活化法制备椰壳活性炭的研究

以炭化椰壳为原料，以水蒸气为活化荆制备活性炭，系统分析了水蒸气流量、活化时间、蒸气用量等因素对活性炭性能的影响。结果表明：在活性炭未被过度活化的条件下，活性炭烧失率的大小可以直接反映出其比表面积。活化时间和水蒸气用量是影响活性炭制备成本的两个重要因素，提高水蒸气流量可以缩短活化时间，但会使水蒸气用量增大。孔径分布计算结果显示，活性炭的孔径基本都集中在2nm以下，烧失率越高，活性炭的孔径分布就越宽。     

金属催化气化法制备中孔活性炭

就金属催化气化法制备中孔活性炭做了综合论述。介绍了添加金属的种类、添加方法及其优缺点;讨论了炭的金属催化气化机理及活性炭中孔形成的机理。     

微波加热化学活化法制备高比表面活性炭

以中间相炭微球为原料,KOH为活化剂,采用微波加热化学活化法在不同条件下制备出高比表面积活性炭,考察了活化前后中间相炭微球的结构变化与不同活化条件对炭微球性能的影响.研究表明:活化后中间相炭微球的石墨微晶结构被破坏,所制得的活性炭是无定形组织.活性炭比表面积和孔容随着KOH/MCMB的增大先增大后减小.KOH/MCMB较小时,比表面积和孔容随活化时间的延长达到最大值后不再发生变化,在KOH/MCMB较大时,比表面积和孔容随活化时间的延长先增大后减小.     

活性炭纤维的研制及其性能的研究

本文以毡状粘胶纤维、酚醛纤维和聚丙烯腈纤维为原料研制了活性炭纤维(ACF),并考察了它们的物化性能。实验结果表明,粘胶基ACF具有较大的比表面积和孔容积,它在气相和液相中对烃类及其衍生物的吸附性能比粒状活性炭优越;以粘胶基ACF为载体制备的催化剂对净化空气中的CO和氢气中的微量氧具有明显的催化效果。可以认为,粘胶基ACF在吸附和催化领域是一种有开发和应用前途的新型炭材料。     

活化条件对活性炭微球结构与性能的影响

以煤焦油系中间相沥青微球为原料,KOH为活化剂,在不同活化条件下制备活性炭微球。考察了不同活化对活性炭微球结构和性能的影响。研究表明：随着KOH配比的增加,活性炭微球的微孔孔容变化较小,中孔孔容和总孔孔容分别增加到最大值后下降,比表面积增大到最大值后有轻微的降低。活化恒温时间对活性炭微球的活化收率和苯吸附值影响较小;而随着活化湿度的升高,活性炭微球总孔容和中孔孔容增大,比表面积先升高后降低。活性炭微球的苯吸附值随着总孔容的增大而增大。     

以沸石矿为模板和糖醇为炭源制备多孔炭的研究

以两种沸石矿为模板、糖醇为炭源，通过模板法制备了多孔炭，并研究了草酸为催化剂对制备得到的炭的影响。通过77K氮气吸附对制备得到的炭进行表征。结果表明：此方法可以制备出具有一定比表面积和较大中孔容积的多孔炭；而对于草酸，它的使用使得沸石的微孔骨架被部分破坏，从而使制备得到的多孔炭的微孔容积减小。