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双孔介孔碳的合成及其对亚甲基蓝的吸附?

徐恩兵 , 李坤权 , 朱志强 , 贾佳琪 , 王效华

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.01.2014041403

以三嵌段共聚物F108为模板剂,苯酚/甲醛为碳源,在中性条件下制备了平均孔径为3.14 nm,最可几孔径分布为3 nm和8 nm,BET比表面积为1541 m2·g-1,孔容为1.01 cm3·g-1的双孔分布介孔碳.通过静态实验法测定了介孔碳对亚甲基蓝的吸附特性,分析了初始浓度、溶液pH、温度对吸附量的影响,并从热力学及动力学角度探讨了介孔碳对亚甲基蓝的吸附机理.结果表明,溶液初始浓度、溶液pH以及温度对吸附量有较大的影响,介孔碳对亚甲基蓝的吸附随着初始浓度、pH、温度的上升而增大,吸附为吸热反应,提高温度有利于吸附的进行.实验制备的介孔碳对亚甲基蓝的最大吸附量为421 mg·g-1,相比于普通活性炭,双孔分布介孔碳对亚甲基蓝显示了更优的吸附性能.亚甲基蓝在介孔碳上的吸附行为符合Langmuir吸附等温线和Elovich动力学模型.计算得到的吸附吉布斯自由能(ΔG0)<0,吸附标准焓变(ΔH0)>70 kJ·mol-1,说明亚甲基蓝在介孔碳上的吸附是自发进行的单分子层吸热反应,且化学反应在吸附过程中发挥了重要作用.

关键词: 介孔碳 , 亚甲基蓝 , 吸附 , 热力学 , 动力学

新型锂电池正极材料——蒽醌/介孔炭寄生型复合物

赵磊 , 王维坤 , 王安邦 , 余仲宝 , 陈实 , 杨裕生

功能材料

将9,10-蒽醌(AQ)通过升华法填充在介孔炭(MC)的孔中,制备出蒽醌/介孔炭寄生型复合物。用TG/DSC、SEM、氮吸附等方法对介孔炭及复合材料进行了表征,应用恒流充放电、循环伏安法、交流阻抗等测试手段对复合材料的电化学性能进行了测试。结果表明炭/醌复合电极的比容量和循环性能较蒽醌电极有了很大程度的提高。其中蒽醌填充量为75%的复合材料首次放电比容量达到216mAh/g,50次循环之后,比容量仍有76mAh/g,是蒽醌电极比容量的2倍。

关键词: 介孔炭 , 寄生复合材料 , 有机物正极材料 , 电化学性能

低温制备介孔碳对电极构建的染料敏化太阳电池优化研究

徐顺建 , 罗玉峰 , 李水根 , 钟炜 , 黄明道

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00083

以高比表面积的介孔碳为催化层材料通过低温烧结构建出对电极, 着重优化了其组装的染料敏化太阳电池(DSC)的整体结构和性能. 结果表明: 在碳浆料中添加Triton X100能改善碳颗粒之间以及碳催化层与衬底之间的接触界面, 促使DSC的转换效率从4.50%提升到4.82%, 增幅为7.1%. 随TiO2薄膜厚度增加, DSC的转换效率先急剧增加, 随后趋于缓和, 其变化趋势是染料吸附量与电子传输路径相互竞争的结果. 在电解质中添加磷酸三丁酯能减小电解质电阻, 促使DSC的转换效率从3.59%提升到4.42%, 增幅为23.1%. 优化后, 介孔碳对电极DSC的转换效率达到4.82%.

关键词: 介孔碳 , counter electrode , low-temperature preparation , solar cells

聚丙烯腈基中孔碳的无机模板法制备和结构

刘姣 , 包永忠

材料科学与工程学报

采用模板法可制备孔径分布窄、中孔率和比表面积高的中孔碳。本文采用纳米氧化硅静电吸附十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)及乳液聚合制备不同纳米氧化硅含量的聚丙烯腈/纳米氧化硅复合粒子,进一步通过高温碳化和氢氟酸刻蚀得到高纯度的中孔碳。发现当纳米氧化硅添加量不超过单体质量的50%时,纳米氧化硅主要以被聚合物包覆的形式存在,所制备的中孔碳的比表面积均大于800m2/g,孔径在5~10nm之间;随着纳米氧化硅/单体质量比从30%增加到60%,所制得的中孔碳的总孔容从1.111cm3/g增加至1.949cm3/g,中孔率从66.0%增至82.4%。结合中孔碳的形貌分析,认为纳米氧化硅的模板作用是形成中孔的主要因素。

关键词: 聚丙烯腈 , 纳米氧化硅 , 乳液聚合 , 模板法 , 中孔碳

以间苯二酚-甲醛溶胶和MCM-48原粉制备有序介孔炭分子筛

王重庆 , 宋军 , 姚建峰 , 李青 , 张利雄 , 刘晓勤 , 陆现彩

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00023

以含有机模板的介孔纯硅分子筛MCM-48原粉为模板,以间苯二酚(R)-甲醛溶胶为炭源制备了有序介孔炭分子筛.考察了w(R)/w(MCM-48)和w(R)/w(H2O)对合成介孔炭分子筛的影响.产物用N2吸附/脱附、XRD、SEM、TEM和TG等手段进行了表征.结果表明,w(R)/w(MCM-48)和w(R)/w(H2O)对所得到的介孔炭分子筛的有序性和比表面积有较大的影响.优化的w(R)/w(MCM-48)比为0.50~0.65、w(R)/w(H2O)比为0.15~0.35,此时,能形成比表面积大于1125m2/g、平均孔径在2.2~2.4nm、具有规则介孔结构的炭分子筛,且这种炭分子筛具有高的热稳定性.

关键词: 介孔炭分子筛 , MCM-48 , resorcinol , formaldehyde

介孔碳负载铂催化剂的制备及降解甲醛的研究

朱舜 , 姚玉元 , 林启松 , 吕汪洋 , 陈文兴

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.21.031

以嵌段共聚物 F127为软模板,低分子量酚醛树脂为前驱体,通过溶剂挥发诱导自组装(EISA)方法制得介孔碳(OMC),经浸渍还原法制备介孔碳负载铂催化剂(Pt/OMC )。采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线能谱(EDS)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附等温线等对其进行了表征。Pt/OMC对甲醛的催化性能结果表明,反应7h甲醛的去除率可达92.5%,甲醛可矿化为 CO2。还研究了甲醛的降解机理,甲醛首先被氧化成甲酸,然后再矿化为CO2和 H2 O。

关键词: 介孔碳 , , 催化氧化 , 甲醛

脲醛树脂为碳源制备介孔碳/二氧化硅及碳化温度的影响

王颂 , 牟鸣薇 , 彭策 , 李娃 , 李凤云 , 蔡强 , 李恒德

材料研究学报

以低聚脲醛树脂为有机碳源前驱体、正硅酸乙酯(TEOS)为无机硅源、表面活性剂F127为模板剂,采用溶剂蒸发诱导自组装(EISA)合成有序介孔碳/二氧化硅杂化材料,研究了碳化温度对于介孔碳/二氧化硅杂化材料比表面积、孔径大小及分布的影响.采用X射线衍射仪(XRD)、热失重分析仪(TGA)、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸/脱附等对制备样品进行了表征.结果表明,随着碳化温度的升高,各样品的晶面间距缩小,孔径数值也逐渐变小.碳化温度为850℃时,所得介孔碳/二氧化硅杂化材料孔径较小且孔径尺寸分布较集中.

关键词: 无机非金属材料 , 介孔碳 , 介孔碳/二氧化硅杂化材料 , 溶剂蒸发诱导自组装 , 碳化温度

化学沉淀法制备S-FeS/介孔碳复合材料及其电化学性能

施再发 , 杨少彬 , 刘景东 , 张少铜 , 张诗群 , 吴丽坤

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140617.002

为提高锂硫电池的循环性能,采用化学沉淀法制备了负载有FeS的介孔碳(MC)复合材料FeS/MC,通过热复合获得了负载S的MC复合材料S/MC和负载S、FeS的MC复合材料SFeS/MC.FeS/MC的SEM照片表明,FeS可充填MC表面的孔洞.N2吸脱附等温线表明,负载FeS后,MC的比表面积大幅下降,但平均孔径增大.XRD谱图表明,当负载FeS的含量达到20wt%时,出现了Fe3S4晶相.电化学性能测试结果表明:负载于MC中的FeS本身没有电化学活性,但它对多硫离子的氧化还原过程有催化作用,提高了电极的可逆性;S-FeS/MC的二次放电比容量保持率高于S/MC的比容量保持率,表现出较轻的“飞梭效应”;S-FeS/MC的二次放电比容量为1 108.8mA·h/g,50次循环容量保持率为43.7%,高于S/MC的容量保持率,表现出较好的循环性能.

关键词: 化学沉淀法 , FeS , 介孔碳 , 介孔材料 , 锂硫电池

Ag和介孔碳改性Bi2WO6光催化剂的合成及其可见光下的光催化性能

刘旺平 , 王鑫 , 张帅 , 乐树坤 , 赵谦 , 姜廷顺

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140918.001

采用水热法合成了花球状的Bi2WO6和介孔碳CMK-3/Bi2 WO6的光催化剂,然后通过光还原得到了Ag负载的Ag/Bi2 WO6和Ag-CMK-3/Bi2 WO6,制备出可见光下具有高活性的光催化剂.利用紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRoTEM)和扫描电子显微镜(SEM)对制备的样品进行表征,评价样品在可见光照射下降解亚甲基蓝(MB)的光催化活性.并研究了CMK-3和Ag负载在Bi2WO6上都能提高其光催化活性的机制.结果表明:CMK-3或Ag负载在Bi2WO6上都能大幅提高Bi2 WO6的光催化活性,Ag-CMK-3/Bi2WO6光催化剂的光催化性能优于Ag/Bi2WO6和CMK-3/Bi2WO6光催化剂.

关键词: 介孔碳 , Ag , Bi2WO6 , 负载 , 可见光催化

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