介孔材料的制备及应用

介孔材料的许多优异性能使其成为材料研究的热点。本文综述了近年来介孔材料的制备方法,包括模板法、溶胶一凝胶法、水热法、沉淀法、硬模板法等;同时简要介绍了其在吸附、催化、电极、电客、信息储运和医药基因工程方面的应用。     

壳聚糖基介孔碳的制备研究进展

介孔碳材料具有比表面积大、孔径可调、表面易修饰以及化学稳定性好等优点,被广泛应用于工业、能源以及医药等领域.综述了近年来壳聚糖基介孔碳的制备方法,并根据存在的问题,展望了其今后的发展方向.     

介孔碳球的制备研究进展

作为一类新型球形介孔碳材料,介孔碳球具有较大的比表面积及孔容、可调的孔径、易于修饰的表面、良好的化学稳定性和机械性等特性,因此在环境治理、能量储存与转化、生物医药、催化应用和功能材料等领域有着巨大的应用潜力.综述了模板法、St?ber法、水热碳化法、微乳聚合法以及组合法等制备介孔碳球的相关研究,提出了介孔碳球在制备方面...     

硼掺杂介孔碳材料的研究进展

概述了硼掺杂介孔碳材料的制备方法以及应用进展,并对其发展前景进行了展望。介孔尺寸的纳米碳材料具有高的比表面、孔径分布统一、制备过程可控和结构稳定等众多优点。近年来纳米碳的掺杂技术得到了迅速发展,通过对其进行掺杂改性可以实现其各功能的优化,拓宽其在各个研究领域的应用。大量实验研究表明,开发硼修饰改性的介孔碳材料具有十分远大的前景。     

金属负载型有序介孔碳催化剂的制备及应用研究进展

在金属负载型有序介孔碳催化剂的制备工艺过程中,合成比表面积高、孔道结构规整、活性组分高度分散以及粒径尺寸小的催化剂是当前研究的热点,常用的制备方法有浸渍法、化学还原法、一步合成法及共组装合成法等。通过对介孔碳载体改性并采用不同的制备方法调控活性金属在有序介孔碳载体中的粒径及分散度,可提高其在工业废水处理、电化学、催化、储氢等领域的性能。     

木质素基碳材料催化剂的制备及应用研究进展

木质素具有三维网状苯环结构、来源丰富、含碳量高、官能团丰富可控等特点,是一种理想的碳材料前体。通过化学改性和微结构调控制备具有特殊功能的木质素基碳材料,其在能源催化转化、电化学储能和环境修复等领域应用广泛。本文介绍了木质素基碳材料催化剂的国内外最新研究进展,总结了木质素基碳材料催化剂的制备方法,重点综述了木质素基碳材料催化剂在氧化反应、氢解反应、酯化反应、水解反应、脱水反应、费托合成等热催化反应、电解水析氢和锌空气电池氧还原等电催化反应、有机污染物降解等光催化反应的研究进展,但如何构筑高效、稳定、廉价、可规模生产的木质素基碳材料催化剂仍然是一个具有挑战性的课题。文章总结：今后研究中应加强对木质素的基础化学结构和微结构调控、活性组分与木质素碳材料载体间的相互作用、木质素基碳材料催化剂在催化反应中的作用机理等的研究,更好地发挥其低成本、三维结构易成型和微结构可调控等优势,拓展木质素生物质资源的高值化利用领域。     

非硅基介孔材料的合成和研究进展

主要介绍了介孔碳、介孔金属氧化物、介孔金属等几种主要类型的非氧化硅基介孔材料的合成及研究进展,包括合成方法、材料表征以及这些材料的应用等,同时指出这类材料的研究热点和发展趋势.     

介孔碳的制备方法及其在超级电容器中的应用研究进展

介绍了介孔碳制备方法;总结了介孔碳材料在超级电容器电极材料应用研究中的进展;展望了介孔碳材料在合成方法及介孔碳材料在超级电容器中应用的发展趋势.     

新型介孔碳的制备、功能化及应用研究进展

综述了模板法制备孔径可调、高比表面积的介孔碳的合成路线,并介绍了介孔碳的功能化改性方法。同时对其在吸附剂、电极材料、催化材料领域的应用进展进行了概述,最后对介孔碳未来发展的潜在挑战及前景进行了讨论。     

介孔碳的研究进展及应用

介孔碳是一类新型的具有巨大比表面积和孔体积的介孔材料,可以通过不同的方法合成并对其孔结构和形貌进行调节。本文主要综述了介孔碳及介孔碳基复合材料的合成方法,对比阐述了不同方法制备的介孔碳材料所具备的孔道结构和形貌。介绍了将不同非金属和金属元素及其氧化物掺杂在介孔碳中合成复合材料,发现制备的复合材料具有更优的性能且掺杂元素不同复合材料的形貌和孔道结构不同。此外,简要说明了介孔碳及碳基复合材料在环境、催化、储能、电化学和生物医学等方面的应用,指出其在各个领域的应用仍存在不足。调整介孔碳的孔结构和表面性能、采用更简便易控制的合成方法将成为制备介孔碳及碳基材料的主要研究方向。     

双介孔炭制备及应用研究进展

双介孔炭材料具有两种不同的介孔孔径,可以满足不同直径分子的传输需要,并且具有惰性的材料表面,有利于改性,因此日益受到研究者的广泛关注.本文较为详尽地介绍了目前双介孔炭材料的制备方法及应用现状,指出有效控制孔结构、孔径分布及进一步开发双介孔炭材料的应用是未来研究的主要方向.     

木质素碳纳米材料制备及在催化中的应用研究进展

木质素是自然界储量丰富的可再生资源,含碳量高且具有三维网状结构和大量共轭结构。碳材料是一类具有极大应用价值的催化材料,特别是在电催化、热催化和光催化领域。以木质素为原料制备高活性的木质素碳基催化剂是实现木质素高附加值利用有效的途径之一。木质素碳催化材料研究涉及化学、化工和物理等多个学科领域,制备性能优异和稳定性良好的木质素碳基催化剂仍充满挑战。本文主要总结了木质素碳材料的制备研究进展,以及介绍了木质素碳材料在光催化、热催化和电催化等领域的应用研究现状。此外,还分析了当前木质素碳基催化材料存在的问题,并展望了未来的发展趋势和重点研究方向。     

软模板法合成有序介孔炭的模板剂研究进展

本文较为详尽地介绍了软模板法合成有序介孔炭材料过程中常用到的几种模板剂,包括两性表面活性剂、嵌段共聚物等,其中嵌段共聚物又可进一步划分为二嵌段共聚物和三嵌段共聚物.并简要介绍了合成介孔炭时采用的反应路线以及产物的结构特征.比较了不同模板剂在合成过程中的优缺点,并展望了其未来发展前景.     

木质素衍生吸附材料及其在废水处理中的应用研究进展

木质素是一种广泛存在于植物中的天然酚类高分子,具有来源广泛、含氧官能团丰富、含碳量高等优点。对木质素进行修饰改性、复合、热解炭化能够获得性能优异的木质素衍生吸附材料,在废水处理中具有广泛的应用前景。本文对木质素的分子结构特点进行了概述,总结了木质素基吸附剂的种类及其制备方法,详细介绍了木质素基吸附剂的修饰改性方法,如金属离子、含N、O、S官能团表面修饰以及复合改性等,并综述了木质素基吸附剂在染料、药物、重金属废水处理中的应用研究。最后,对木质素衍生吸附材料目前存在的问题以及未来的研究方向进行了总结和展望,如何实现木质素衍生吸附剂的可控制备和规模化生产,提高吸附剂在实际环境中的适用性是未来的主要研究内容。     

氮杂化介孔碳制备方法及在超级电容器中的应用进展

氮杂化介孔碳是在有序介孔碳的骨架中掺入氮原子部分取代碳原子形成的多孔物质,是一种具有优异性价比的新型碳材料。综述了氮杂化介孔碳的各种制备方法及其特点,重点介绍了混合聚合物炭化法和共聚物炭化活化结合法等新型的氮杂化介孔碳的制备方法;介绍了制备氮杂化介孔碳的碳、氮原料的来源和特点;总结并提出了提高氮杂化介孔碳比电容的途径和方法;提出了导电性氮杂化介孔碳的制备新方法。建议将氮杂化介孔碳的制备和酚类废物处理结合起来,以实现酚类废物的综合利用;建议将掺氟氧化锡原位引入氮杂化介孔碳的制备中,催化活化得到导电性氮杂化介孔碳材料。     

活性炭的制备及其应用进展

对植物性活性炭的基本结构、性能、性质和特点进行了概述,介绍了国内外活性炭生产的主要技术路线、研究开发的现状与发展趋势。指出农用废弃物应成为制备植物性活性炭的重要来源,微波辐射技术在活性炭的制备及其结构改造方面的应用具有发展前景。着重综述了提高活性炭吸附性能的有效途径及其在净水处理、废水处理、气相吸附等方面的应用研究进展,并指出了活性炭应用领域中有待解决的问题和今后的发展方向。     

木质素多孔炭的制备及应用研究进展

木质素是一种具有三维网状分子结构、含有大量芳香基团和高含碳量等特点的天然高分子,其在制备多孔炭领域具有巨大潜力。多孔炭在催化剂和能源储存领域具有极大的应用前景。以来源于制浆造纸和生物炼制行业的副产物工业木质素作为原料制备多孔炭应用于能源储存、吸附、催化剂载体等领域,可实现工业木质素在碳基功能材料领域的高附加值循环再利用。本文详细综述了目前木质素多孔炭的常用制备方法和微结构特性的调控方法,总结归纳了各制备方法的主要特点以及影响木质素多孔炭微结构与性能的关键因素;重点综述了近些年对木质素多孔炭孔道结构调控方面的研究,归纳了孔调控的方法;此外,总结了木质素多孔炭在超级电容器、锂离子电池、吸附剂和催化剂载体领域中的应用研究现状,讨论了催化和储能材料对木质素多孔炭的微结构特性要求。总结并展望了木质素多孔炭在制备与应用中面临的机遇和挑战。     

生物质模板剂制备介孔材料研究进展

介孔材料的制备通常采用模板法,所用模板剂多为石油衍生的表面活性剂,属于不可再生资源,这种模板剂的使用不符合可持续发展的理念。生物质模板剂具有原料来源广、毒性低、绿色环保等优点,因此受到了研究人员的广泛关注。本文综述了近年来国内外利用生物质模板剂制备介孔材料的研究进展,阐述了脂肪酸及其衍生物、氨基酸类、糖类、脂类等生物质衍生物作为模板剂应用于介孔材料制备的现状,其中糖类作为模板剂用于介孔材料的制备研究较多,简要介绍了利用不同种类生物质模板剂制备介孔材料的条件以及生物质模板剂的去除方法,得出生物质模板剂制备介孔材料操作简单、模板剂容易去除的结论,同时列表总结了所得介孔材料的结构及性质特点和应用情况,并对该领域的研究方向进行了展望。指出采用低成本的方法提纯生物质模板剂,绿色的方法去除生物质模板剂以及构建生物质模板剂的结构、组成与介孔材料的结构、性质之间的对应关系是未来发展的主要方向。     

磷掺杂碳材料的制备、表征及应用进展

杂原子掺杂可以在碳材料中引进缺陷、改变和提升碳材料的物理化学和电子性能,形成新的催化活性位点,极大地拓展了碳材料的应用范围。磷原子具有较大的原子半径,磷掺杂通过将sp~2杂化的碳转化为sp~3态,同时使磷形成具有三个碳原子的金字塔形键合构型,可以更大程度地有效调节碳材料的表面性质,引入更多的缺陷位。另一方面,较大原子半径也使磷原子较难掺入碳晶格,磷掺杂过程中通常伴随氧原子引入,所以磷掺杂碳材料形成的化学基团相对较为复杂。目前磷掺杂碳材料中的磷物种形式和结构特征有待进一步明确,在多种反应中的催化活性位点和催化作用机理也有待深入探讨。总结当前磷掺杂碳材料P@C的制备方法、表征手段以及在相关领域的应用,并进一步展望磷掺杂碳材料的发展趋势。     

基于预沥青烯的有序结构中孔炭及其电化学性能

以预沥青烯为碳源、SBA-15为模板,采用模板法合成了结构有序的中孔炭材料。用XRD、TEM、N₂吸附和电化学工作站等对中孔炭的微观结构及电化学性能进行了研究。结果表明,以预沥青烯为碳源合成的炭材料具有高度有序的二维六方孔道和一定的石墨化程度,它反转复制了模板SBA-15的结构。中孔炭的比表面积为542 m²·g^-1,孔容为0.479 cm³·g^-1,孔径呈单峰分布,集中在3.5 nm左右。这种预沥青烯基中孔炭作为电化学电容器电极材料,显示出良好的性能,在1 mA的电流强度下其单电极质量比电容高达310 F·g^-1。