炭化温度对模板法合成介孔炭性能的影响.pdf

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1、第24卷第1期化学研究与应用Vo1．24，No．12012年1月ChemicalResearchandApplicationJan．，2012文章编号：1004—1656(2012)01-0059434炭化温度对模板法合成介孔炭性能的影响董秀芳，李裕，曹端林(中北大学化工与环境学院，山西太原，030051)摘要：以蔗糖为炭源和硅酸钠为硅源，采用原位共聚法制备了炭／氧化硅复合体，除去氧化硅得到介孔炭材料。采用N：吸附-脱附、透射电子显微镜和红外光谱对不同炭化温度获得的样品进行表征。结果表明，随着炭化温度升高，所得的介孔炭比表面积和孔容：啕下降，650℃一950~C的炭

2、化温度下获得的样品BET比表面积在586m／g-728m2／g之间，孔容在0．549cm”／g～0．696cm／g之间，孔径分布5-15nm之间。经红外光谱检测所得的介孔炭样品均含有氢和氧的功能团。关键词：介孔炭；模板法；炭化温度中图分类号：0613．7文献标识码：AEfectofcarbonizationtemperaturesonpropertiesofmesoporouscarbonmaterialsbyusingtemplatemethodDONGXOU—fang，LIYu’，CAODuan-lin(SchoolofChemicMEngineeringand

3、envJironment，NoAhUniversityofChina，Taiyuan030051，Shanxi，China)Abstract：Carbon／silicacompositeWaSpreparedbyusingin·-situCO-·polymerizationmethodwithsodiumsilicateasthesilicasourceandsucroseasthecarbonprecursor．Mesoporouscarbonmaterialswereobtainedbyremovingsilicafromcarbon／silicacompos·

4、ites．ThesamplescarbonizedundervarioustemperatureswerecharacterizedwithN2adsorption-desorption，X—raydifraction(XRD)andFouriertransforminfraredspectroscopy(1；TIR)．Theresultsshowedthatspecificsurfaceareasandporevolumesofthesamplesdecreasewithincreasingofcarbonizationtemperature．Thesamples

5、carbonscarbonizedbetween650~C一950~Cwerefoundtohavethesurfacearcaof586m／g～728m／g．porevolumesof0．549cm／g～0．696cm／gandaverageporediameterof5-．15nm．F’I'IRspectrometryrevealedthatmesoporouscarbonscontainsomehydrogenandoxygencontainingfunctionalgroups．Keywords：mesoporouscarbon；templatesynthe

6、sis；‘~arbonizationtemperature介孔炭材料具有高比表面积、大孔容及孔径化法和模板法等方法。其中，模板法的研究分布窄等特点，可应用于气体分离、污水净化、催较深入，可分为两步法和一步法。两步法是先合化剂载体、电池材料和生物传感器等方面：lI2]。介成硅基介孔分子筛，再以其为模板，将碳前驱体灌孔炭材料的制备通常采用物理化学活化法、有入其孔道中，形成纳米有机物／硅复合材料，然后机聚合物炭化法引、共混聚合物炭化法、铸型炭经过高温炭化及模板消除技术最终获得孔道有序收稿日期：2011-05—12；修回日期：2011-07-04基金项目：国家自然科学基金(

7、20576128)项目资助；中国兵器工业青年基金项目资助(H2Y06030101-7)联系人简介：李裕(1974一)，男，副教授，主要从事纳米催化剂的制备及应用。E-mail：hgliyu@nuc_edu．cn60化学研究与应用第24卷排列的介孔炭材料j。一步法也叫同步模板合成算，孔体积及孔径分布则由等温吸附曲线和DFF炭化法，是将硅源和炭的前驱体混合，通过溶胶．凝公式计算。日本岛津一IR8900红外光谱仪(KBr胶过程直接得到无有机复合物，在此过程中，压片)；介孔炭官能团采用红外光谱仪(日本岛津硅凝胶的生成与碳前驱体聚合反应同步发生，经FTIR·8900型KB