有序介孔炭的研制

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1、北京化工大学硕士学位论文有序介孔炭的研制摘要介孔炭材料具有耐高温、耐酸碱、导电、传热等一系列优点，可作为分离材料、电极材料、催化剂载体及吸附剂，用于环保和能源储存等领域。正因为介孔炭用途广，人们对它的要求也就愈来愈高，所以孔径大小均一的介孔炭逐渐成为人们追求的目标。本文采用表面活性剂F127(聚环氧乙烷一聚环氧丙烷一聚环氧乙烷三嵌段共聚物)为模板剂，自制酚醛树脂'[phenolformaldehyderesin(PFR)]为炭前驱体，制备出了有序性好，孔径分布范围窄的介孔炭材料。采用XRD，SEM，TEM和N2吸／脱附

2、等手段对有序介孔炭进行了表征。研究了影响介孔炭孔径分布及有序性的各工艺参数，并对介孔炭形成机理进行了初步探讨。结果表明：F127用量、反应温度、搅拌时间、炭化温度和炭化升温速率等因素直接影响介孔炭结构的有序性及孔径分布。当F127用量为40％、反应温度40℃、搅拌时间30min、炭化温度800℃、升温速率1℃／min时，所得介孔炭有序性好且孔径分布比较集中。采用循环伏安、交流阻抗及恒流充放电等测试对介孔炭进行了电容特性研究。结果表明：介孔炭电极所得循环伏安曲线都具有较规则的近四边形电势窗口；搅拌30min条件下的介孔炭

3、、电极中介孔炭的含量在50mg左右时内阻较小，更适合大电流充放电；在300mA／g电流下充放电的电容量最高可以达到140．69F／g。关键词：有序介孔炭；表面活性剂；模板法；孔径；超级电容器北京化工大学硕ft学位论文PreparationoforderedmesoporouscarbonABSTRACTMesoporouscarbonmaterialhasseveraladvancedproperties，suchashightemperatureresistance，acidoralkaliresistance，el

4、ectricalconductivityandthermalconductivity,andcanbeusedasseparationmaterial，electrodematerial，catalystsupportandabsorptionmaterialinthefieldofenvironmentprotectionandenergystorage．Therequirementsformesoporescarbonaremorestrictduetoitsvariousapplications，SOmesopo

5、rouscarbonwithnarrowporesizedistributionisbecomingtheaimofresearchwork．Inthisthesis，theorderedmesoporouscarbonwerepreparedbytemplatemethodwithtriple-copolymerF127(PEO-PPO—PEO)astemplateagentandphenol-aldehyderesin(PF)preparedbyourselvesascarbonprecursor．Theresul

6、tantcarbonmaterialswerecharacterizedbyXRD，SEM，TEMandN2adsorption／desorption．TherelationshipbetweensynthesismethodsandstructureofthederivedmaterialsWasstudied，andtheformationmechanismwasproposed．TheresultsshowthatthedosageofF127，reactiontemperature，stirringtime，c

7、arbonizationtemperature，carbonizationhemingratedirectlyaffectthestructureofmesoporouscarbonandtheporesizedistribution．WhentheamountofF127is40％，reactiontemperature40。C，stirringtime30min，carbonizationtemperature800"C，andheatingrate1。C／min，themesoporouscarbonwithpe

8、rfectorderlinessandnarrowporesizedistributioncanbeIII北京化工大学硕士学位论文prepared．CyclicVoltammograms，ACImpedanceandGalvanostaticCharge／Dischargemethodswereusedtotestthecapac