软模板法制备球形微-介双阶多孔炭的研究

"酚醛树脂基球形微-介双阶多孔炭的软模板法制备" 本文介绍了一种利用软模板法制备酚醛树脂基球形微-介双阶多孔炭的方法。软模板法制备多孔炭是一种常见的策略，它通过模板剂的有序排列引导炭的生长，从而形成具有特定孔隙结构的炭材料。在这个研究中，苯酚和甲醛在碱性环境下发生聚合反应，生成酚醛树脂前体。接着，在酸性条件下，该前体与聚乙二醇辛基苯基醚（F127）这种软模板剂自组装形成中间相。这个中间相具有一定的结构秩序，为后续的炭化过程提供了基础。 经过高温煅烧，中间相转化为球形微-介双阶多孔炭。这一过程中，煅烧温度是关键参数，因为它决定了炭的最终形态和孔隙结构。实验结果显示，最佳的软模板剂F127的质量分数为20%，pH值应控制在0.5，活化温度设定为700℃。在这些条件下，可以制得直径约100至200纳米的球形炭颗粒，这些颗粒分布均匀，排列整齐，孔隙呈现蠕虫状结构。氮气吸附-脱附测试显示，样品的比表面积高达503m²/g，孔容积为0.416cm³/g，孔径分布主要集中在2.9nm的介孔和1.3nm的微孔之间。 进一步的研究发现，随着活化温度的提高，炭球的比表面积和孔容积会增加，而平均孔径则会减小。这意味着可以通过调整活化温度来优化多孔炭的孔隙结构，以适应不同的应用需求。例如，高比表面积有利于提高材料的吸附性能，而介孔和微孔的存在则可以提供良好的传质路径，对于气体吸附、储能或催化等应用至关重要。 关键词中的"化学"表明了这种方法涉及到化学反应，"球形"指的是最终产物的形状，"微—介双介"指的是孔径分布跨越微孔和介孔两个范围，"多孔炭"是研究的核心材料，"软模板法"是制备方法，而"酚醛树脂"是原料之一。这项工作对于理解多孔炭的制备工艺以及其结构与性能之间的关系具有重要意义，也为设计新型高性能的炭材料提供了理论支持和实践指导。