基于可再生植物多酚的介孔炭材料合成及其环境和能源应用

介孔炭材料具有高比表面积、可调的组成和孔结构、良好的化学稳定性和导电性,被广泛用于环境、催化、能源等领域.碳源是介孔炭合成的关键.植物多酚,作为一种生物质碳源,具有低价、无毒、可再生的优点.且植物多酚具有黏附性和金属络合能力,被广泛用于合成介孔炭复合材料.尽管该领域已取得巨大进展,但关于植物多酚衍生介孔炭的综述还很少....     

作为新型炭吸附剂的合成活性炭

合成树脂和共聚物长时间以来被用于制备炭。可是,只有在我们的研究中,才将这一类吸附剂列入特殊炭类,这就是合成活性炭。多孔苯乙烯球和乙烯基吡啶的共聚物以及特别发展的酚醛树脂,经过热解,随后进行活化,合成活性炭便告制成。对它们进行对比研究后表明:以上基质制得的SCN、SCS和SCP合成炭,大大不同于天然原料制得的工业活性炭,因为前者有下列各项综合性质:     

模板法合成多孔炭材料的研究现状

模板法为多孔炭材料的可控与定向合成开辟了一条新的技术途径,已成为近几年国内外材料制备领域的研究热点。介绍了模板法合成多孔炭的原理及其特征,综合分析了模板类型、炭前驱体的种类、合成工艺的特点,重点综述了微孔炭、介孔炭、大孔炭的模板合成,并展望了多孔炭材料的发展方向。     

椰壳纤维炭磺酸的制备及其催化性能研究

以海南椰壳纤维为原料,采用减压热解炭化的方法制备椰壳纤维炭材料,以发烟硫酸作为磺化剂制备椰壳纤维炭磺酸。采用FTIR、DSC-TGA和SEM等分析手段对椰壳纤维炭磺酸进行结构及形貌表征,并将其用于催化合成乙酸乙酯反应研究。实验结果表明,成功制得椰壳纤维炭磺酸,其适宜的制备条件为:炭化温度300℃、炭化时间2 h、20%发烟硫酸作磺化剂、磺化时间3 h、磺化温度90℃、炭材料的质量与磺化剂的体积之比1∶32 g/mL。通过FTIR分析表明炭材料磺化后出现磺酸基团特征峰,通过DSC-TGA分析表明该酸中心在180℃以下稳定,通过SEM观察发现椰壳纤维炭磺酸材料表面具有大量密集网状孔洞,比表面积大,有利于催化反应进行。催化实验结果表明,在以椰壳纤维炭磺酸为催化剂合成乙酸乙酯反应中产率可达91.74%,椰壳纤维炭磺酸循环使用4次催化活性依然较高。     

生物质衍生石墨烯和类石墨烯炭用于能源储存与转换的研究进展（英文）

石墨烯和类石墨烯炭材料(G炭)具有高比表面积、优异的导电性和导热性等性质,很多原料可以被用来制备石墨烯和类石墨烯炭材料。该文介绍了近年来多种自然资源作为碳前体合成高质量G炭的方法,包括高温处理、基底上生长、模板辅助合成、无模板的自生催化、g-C_3N_4衍生、等离子体辅助合成、激光诱导等,分析了生物质合成石墨烯量子点的特点,讨论了G炭在电化学储存与转化、灵敏传感器等领域中的应用。这篇综述将有助于研究人员理解生物质高效利用并制备G炭,有利于大规模工业化生产的研究。     

生物质衍生石墨烯和类石墨烯炭用于能源储存与转换的研究进展

石墨烯和类石墨烯炭材料(G炭)具有高比表面积、优异的导电性和导热性等性质,很多原料可以被用来制备石墨烯和类石墨烯炭材料.该文介绍了近年来多种自然资源作为碳前体合成高质量G炭的方法,包括高温处理、基底上生长、模板辅助合成、无模板的自生催化、g-C3N4衍生、等离子体辅助合成、激光诱导等,分析了生物质合成石墨烯量子点的特点...     

快速积炭法制备形貌可控的中空纳米炭材料（英文）

介绍了一种大规模制备形貌可控的中空纳米炭材料的方法。该方法以金属氧化物为模板,利用乙苯分子在金属氧化物表面高温快速产生的积炭为炭源,除去模板后可以得到具有中空结构的纳米炭材料。该方法简单、高效、低成本,具有普适性,制备过程中不需要使用昂贵的表面活性剂为炭源。利用该方法,以实验室制备的氧化锌纳米棒和商业的氧化锌纳米球为模板,分别成功的制备出中空纳米炭管和中空的纳米炭球。该合成方法可以进一步推广到制备其它形貌的中空纳米炭材料并用于催化和能量储存等领域。     

合成陨硫铁表面的炭丝和炭球

采用电弧放电蒸发和沉淀技术，使用石墨和黄铁矿为原料，在合成的陨硫铁球粒表面发现有空心球体和丝状物质。经ＳＥＭ、ＴＥＭ和ＥＤＸ的研究，证实它们是纳米级的炭球和炭丝。讨论了用电弧放电法合成陨硫铁过程中，天然矿物黄铁矿对炭丝、炭球和纳米碳管形成的催化作用及其关系     

熔盐法制备氮掺杂多孔炭及其催化脱硫性能（英文）

采用熔融盐合成技术,以生物质葡萄糖和富氮三聚氰胺为前驱体,成功制备得到具有发达孔隙结构(BET表面积:1355 m~2/g)和极高氮掺杂量(20.73wt%)的氮掺杂多孔炭材料。X射线光电子能谱(XPS)分析表明,多孔炭材料中的氮原子主要以吡咯及吡啶构型存在,这两种形态的氮原子有利于硫化氢的吸附及催化氧化。在常温、常压下,所制备氮掺杂多孔炭对硫化氢非金属催化转化为单质硫的脱除硫容高达1.10 g/g。该合成方法简便易行,有望实现氮掺杂多孔炭材料的批量和廉价制备,合成的氮掺杂多孔炭在污染物控制领域应用潜能巨大。     

熔盐法制备氮掺杂多孔炭及其催化脱硫性能

采用熔融盐合成技术, 以生物质葡萄糖和富氮三聚氰胺为前驱体, 成功制备得到具有发达孔隙结构(BET表面积: 1355 m²/g)和极高氮掺杂量(20.73wt%)的氮掺杂多孔炭材料。X射线光电子能谱(XPS)分析表明, 多孔炭材料中的氮原子主要以吡咯及吡啶构型存在, 这两种形态的氮原子有利于硫化氢的吸附及催化氧化。在常温、常压下, 所制备氮掺杂多孔炭对硫化氢非金属催化转化为单质硫的脱除硫容高达1.10 g/g。该合成方法简便易行, 有望实现氮掺杂多孔炭材料的批量和廉价制备, 合成的氮掺杂多孔炭在污染物控制领域应用潜能巨大。     

NaY分子筛模板法合成多孔炭材料

采用NaY沸石分子筛作模板,乙酰丙酮为炭前驱体,使用液相浸渍-气相沉积工艺合成了富含微孔和中孔结构的多孔炭材料并对其进行了表征.所合成的多孔炭比表面积1351m2/g,孔容0.892cm3/g,微孔率0.63,孔径分布多在0.8nm～3.0nm之间.     

生物炭及其复合材料活化过硫酸盐研究进展EI北大核心

以硫酸根自由基(SO_(4)^(-)·)为基础的高级氧化工艺被公认为是降解有机废水的有效方法之一。作为一种经济、易得的含碳材料,生物炭已逐渐应用于高级氧化领域。生物炭及其复合材料活化过硫酸盐已成为一种较有前景的有机污染物降解体系。本文分析了用于过硫酸盐活化的不同典型生物炭基催化剂最新研究进展,包括原始生物炭、过渡金属负载生物炭、非金属掺杂生物炭、金属与非金属共掺杂生物炭等。总结了其合成方法和理化性质,并分别讨论了生物炭基催化剂对过硫酸盐的活化性能与机理,以及该体系对有机污染物的降解机理。最后根据现有研究进展,分别从不同生物质来源、金属非金属共同改性生物炭技术以及降解过程中生态毒性动态变化等角度,针对降解机制探索、潜在催化剂开发和实际催化系统应用等方面,对生物炭及其复合材料进行了相关讨论并提出建议。     

介孔炭作为加氢脱硫催化剂载体材料的研究

以介孔硅SBA-15为模板,焦糖和呋喃醇为碳源,通过多种浇注法制备介孔炭材料.采用低温氮吸附、透射电镜和X射线小角衍射分析模板及介孔炭的织构.结果显示合成的介孔炭成功地复制了SBA-15的结构.以制备的介孔炭作载体担载钴钼合成了加氢脱硫催化剂,利用X射线能谱、透射电镜能量分布谱及一氧化氮化学吸附评估了催化剂的活性及活性点分布,结果表明介孔炭担载的催化剂活性高于活性炭担载的同类催化剂.     

三嗪成炭剂的合成及在阻燃聚乳酸中的应用

以三聚氯氰、吗啡啉和乙二胺为原料,通过分子设计采用一锅法合成新型三嗪类大分子成炭剂(CFA-m),采用红外光谱、固体核磁共振、元素分析和热分析等对合成大分子成炭剂的结构和热性能进行表征。将CFA-m与次磷酸铝(AHP)复配,用于阻燃聚乳酸(PLA),研究了CFA-m/AHP复配阻燃剂对PLA阻燃性能、热稳定性能和热释放性能的影响。结果表明,CFA-m/AHP对聚乳酸有良好的阻燃作用。当CFA-m/AHP的质量比为3∶1,总添加量为20%时,阻燃PLA的极限氧指数(LOI)达到32%,通过UL94 V-0级。     

有序介孔复合炭膜的制备及其性能研究

采用软模板法合成有序介孔炭(OMC),利用XRD、TEM及SEM等分析方法对其进行结构性能分析,探讨了催化剂和模板剂的种类及用量、反应温度等合成工艺条件对形成OMC结构性能的影响。以最佳工艺条件制备的OMC前驱体为涂膜液涂敷在管状微滤炭膜表面,经炭化制得有序介孔复合炭膜,而后考察了复合炭膜的气体渗透性能。结果表明:以盐酸为催化剂、模板剂F127/间苯二酚摩尔比为0.0081、反应温度为30℃时,可合成有序程度最佳的OMC前驱体。用该OMC前驱体涂敷微滤炭膜制备的有序介孔复合炭膜,改善了微滤炭膜的孔结构,最大孔径由0.530μm减小至0.299μm,同时提高了炭膜的气体渗透通量。其中,由混煤微滤炭膜所制有序介孔复合炭膜,N2气渗透通量达1.18·10-8m3·m-2·s-1·Pa-1,是未经修饰烟煤微滤炭膜的4倍。     

膜状金刚石和非晶型炭膜——合成及用途

一、引言近几年来,对膜状金刚石和非晶态炭膜的合成研究很活跃,而且在部分工具、扬声器振动板、窗材等方面逐渐实用化。因为这种材料具有良好的机械、电、光学性能的缘故。最近,该技术动向也由合成技术逐渐向实用化技术转移。本文主要叙述膜状金刚石及非晶态炭膜的合成、应用及作者的研究工作。二、膜状金刚石的合成     

以金属框架有机物为模板合成微孔炭及其对CO2的吸附性能（英文）

以金属框架有机物为模板,酚醛树脂为碳质前躯体,合成系列微孔炭。合成的微孔炭比表面积可达2 368 m2/g;在300 K常压条件下,该材料对CO2的饱和吸附量为2.9mmol/g。通过调节碳质前躯体的配比和老化时间,可以控制微孔炭的孔结构;在炭化过程中,挥发逸出的Zn也对基体碳发挥协同活化功能,进而使微孔炭的微孔含量提高。微孔炭对CO2的饱和吸附量随其比表面积的增加而增大。     

作为炭材料前驱体的离子液聚合物的简易合成(英文)

采用一步法合成新型离子液聚合物,并以聚合物作为炭材料的前驱体。这种新型离子液聚合物的特征包括:聚合无需添加引发剂,聚合引入的阴离子能够控制材料的微孔大小。以含Cl-的离子液聚合物为前驱体合成的炭材料具有较小的比表面积(47m2/g),而以含较大(三氟甲基磺酰基)亚胺基阴离子的离子液聚合物为前驱体合成的炭材料具有较大的比表面积(595m2/g)。含二氰胺阴离子的离子液聚合物为前驱体合成的炭材料的比表面积为30m2/g。     

简易合成不同孔径尺寸的半石墨化有序介孔炭

以SBA-15介孔硅为模板,硼酸为扩孔剂,调控合成出不同孔径尺寸的半石墨化有序介孔炭.采用X射线衍射仪(XRD)、氮气吸附、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、热重(TG),以及拉曼(Raman)光谱等手段对样品的成分、结构和形貌进行了分析.结果表明:通过合成过程添加硼酸的方法可以实现对介孔炭材料的孔径在3nm～7nm范围内精确调控,而且合成的介孔炭材料具有半石墨化的墙壁结构.该方法简单易行,对介孔炭材料的孔结构调控合成具有很好的应用价值.     

磷酸改性生物炭对包装印刷废水的处理效果

目的用磷酸改性生物炭对包装印刷废水处理,寻找秸秆生物质优化利用新途径。方法生物炭用磷酸改性,通过正交实验找到制备磷酸改性生物炭的最佳工艺条件,并用最佳工艺条件制备磷酸改性生物炭用于处理包装印刷废水;研究磷酸改性生物炭添加量、吸附时间、pH值对包装印刷废水的吸附量、COD去除率和脱色率的影响,结果磷酸对生物炭改性的最佳工艺条件:改性时间为4h,磷酸体积分数为40%,改性温度40℃;磷酸改性生物炭处理包装印刷废水的最佳工艺条件:吸附时间为60 min,pH值为8,磷酸改性生物炭质量浓度为0.3 g/L。结论通过用磷酸来对生物炭改性以提高其对污染物的吸附能力,可用于吸附包装印刷废水中的污染物,用于包装印刷废水的初步处理。