简易模板法制备有序介孔碳_邱会华
收稿日期：2009-07-27。收修改稿日期：2009-09-16。国家-广东联合基金资助项目(No.U0734005)。
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通讯联系人。E -mail ：tliuyl@https://www.360docs.net/doc/8c16834192.html, ；会员登记号：S060017521P 。第一作者：邱会华，女，24岁，硕士研究生；研究方向：纳米碳材料。
简易模板法制备有序介孔碳
邱会华
刘应亮＊
曾江华
左诗笛
郑明涛
(暨南大学化学系，广州
510632)
摘要：通过一种简易的模板法制备了有序介孔碳，即硅/P123三嵌段共聚物复合物经硫酸处理后，再加入蔗糖碳源经碳化和除硅处理合成出有序介孔碳。该方法与传统硬模板相比，其合成工序简单，成本更低；与其他简化合成方法相比，避免了由碳源不足而造成的介孔碳有序性低的缺点。通过小角XRD 、N 2吸脱附和HRTEM 对样品及其中间过程进行了表征。结果表明，自晶化过程后，样品在合成的各个时期均保持着有序的介孔结构，当蔗糖添加量为1.5g 时合成出的介孔碳材料有序性最高，比表面积和孔容也最高，分别为1261m 2·g -1，1.03cm 3·g -1。关键词：模板法；有序介孔碳；蔗糖中图分类号：O613.71
文献标识码：A
文章编号：1001-4861(2010)01-0101-05
Simple Template Method for Synthesis of Ordered Mesoporous Carbon
QIU Hui -Hua
LIU Ying -Liang ＊ZENG Jiang -Hua
ZUO Shi -Di ZHENG Ming -Tao
(Department of Chemistry,Jinan University,Guangzhou 510632)
Abstract:Ordered mesoporous carbon materials were synthesized via a simple template method by adding sucrose to the sulfuric -acid -treated silica/P123triblock copolymer composite and followed by carbonization and removal of the silica.This technique is simpler and the cost is lower than the conventional hard template method.Besides,compared to other simple way,this technique avoids the disadvantage of low ordered structure of the mesoporous carbon caused by deficiency of carbon source.The samples were investigated by X -ray diffraction (XRD),high -resolution transmission electron microscopy (HRTEM)and nitrogen adsorption -desorption.The results show that the samples after crystallization maintain ordered mesoporous structure at various periods during the course of the synthesis.When the addition of sucrose is 1.5g,the highest ordered mesoporous carbon is
obtained with highest surface area of 1261m 2·g -1and pore volume of 1.03cm 3·g -1.
Key words:template method;ordered mesoporous carbon;sucrose
引言
有序介孔碳材料由于其具有高的比表面积、大的孔容和均一的孔径分布等特点，使其在催化、吸附、电化学等领域有着广泛的应用价值[1-3]。自1999
年Ryoo 等[4]以有序介孔硅MCM -48为模板，蔗糖为碳源合成出有序介孔碳CMK -1以来，介孔碳材料
的发展进入了一个新的时期。随后很多科学家通过不同的方法合成了一系列的有序介孔碳材料，如
CMK -3[5]、CMK -5[6]、COU -1[7]、FDU -15[8]等，其方法可分
为硬模板法和软模板法[9]。硬模板法所得到的介孔碳材料为无机模板的反相复制，软模板法所得的介孔碳材料为正相结构，在应用方面各有其优势。但硬模板法合成过程耗时长，步骤繁多，其首先需要
第26卷第1期2010年1月
Vol ．26No ．1101-105
无机化学学报
CHINESE JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY
第26卷无机化学学报
经过溶胶-凝胶等过程合成出有序介孔硅材料，再以之为模板，经填充碳源、碳化和除硅处理等一系列繁琐的过程[10]合成出有序介孔碳材料。
近年来，科学家努力研究简化硬模板法合成介孔碳的工序。Yoon等[11]采用MCM-48原粉为硬模板，二乙烯基苯为碳源合成了有序介孔碳，合成期间，原粉中的表面活性剂为碳前驱体之一。Kim等[12]通过直接碳化三嵌段共聚物/硅复合物，得到了泡沫状的介孔碳，当采用硫酸代替盐酸催化硅物种的溶胶-凝胶过程时，可得到有序的介孔碳材料，但其有序性不佳，主要原因在于碳源不足；北京化工大学[13]通过碳化硫酸处理的硅/三嵌段共聚物/蔗糖复合物而得到有序的介孔碳，其介孔碳的有序性在P123与蔗糖的质量比为4∶1时为最佳。Yoon等[14]通过碳化硅/表面活性剂CTAB/酚醛树脂复合物而得到无序的介孔碳材料。
本文首次采用以硫酸处理硅/P123复合物后再加蔗糖的方法合成出有序介孔碳，在此合成过程中，P123既是结构导向剂又是碳前躯体，硫酸是硅源物种发生溶胶-凝胶过程的催化剂，也是后续交联P123和蔗糖的催化剂。与传统硬模板相比，其合成工序简单，原料的利用率更高。与其他简化合成方法相比，避免了由碳源不足而造成的介孔碳有序性低的缺点。通过小角XRD、N2吸脱附和HRTEM 等手段对样品进行表征，结果表明最终合成的介孔碳材料有序性好，比表面积和孔容高。
1实验部分
1.1主要试剂与原料
三嵌段聚合物P123(Aldrich，平均分子量为5800，分子式EO20PO70EO20)；浓硫酸(质量分数98%),广州化学试剂厂；蔗糖，广州化学试剂厂；正硅酸乙酯，天津市大茂化学试剂厂；氢氟酸(质量分数40%)，广州化学试剂厂；所用试剂均为分析纯试剂，所用水为实验室用去离子水。
1.2有序介孔碳的制备
图1为简易模板法合成有序介孔碳的示意图。首先以硫酸代替传统硬模板法中的盐酸催化硅物种的溶胶-凝胶过程，晶化后即得硅/P123复合物。将此复合物中的水分经加热挥发后，稀硫酸即转化为浓硫酸，从而能够交联其中的P123，得到硅/碳复合物1；再一次性注入蔗糖碳源，经预碳化和碳化处理得到硅/碳复合物2；用HF除去二氧化硅即得有序介孔碳OMC。
具体实验过程如下：将1g P123溶于1mol·L-1的40mL硫酸溶液中，在38℃下充分搅拌，待其完全溶解后，滴加2.5mL的正硅酸乙酯，继续搅拌20 h，将其转入反应釜于100℃烘箱中静置晶化48h，
图1简易模板法合成有序介孔碳示意图
Fig.1Schematic diagram of Simple template method for the synthesis of ordered mesoporous carbon 102
第1期邱会华等：简易模板法制备有序介孔碳
得到白色的硅/P123复合物。将硅/P123复合物转入
烧杯中放入100℃烘箱保持6h，在此过程中水分
逐渐挥发，稀硫酸逐渐转化为浓硫酸，交联模板剂
P123，经过滤洗涤得黄色或褐色的硅/碳复合物1，
将1.5g蔗糖溶解于5.0g去离子水中，与硅/碳复合
物1混合均匀，于100℃烘箱中放置6h，除去水
分，再于160℃的烘箱中放置6h进行预碳化，然后
将其转入管式炉中，在N2保护下，以1℃·min-1升
温到850℃，并在此温度下保温2h，完成整个碳化
过程，得到硅/碳复合物2，用质量分数为10%的氢
氟酸溶液除去二氧化硅，得到有序介孔碳，记为
OMC1.5。为了比较，同时做了不同蔗糖添加量
(0，0.5，1.0，2.0g)的平行实验，得到的碳材料分别记
为OMC0，OMC0.5，OMC1.0，OMC2.0。
1.3样品的表征
样品的X射线衍射分析(XRD)采用Bruker D8 X射线衍射仪；比表面及孔结构在Micromeritics公司的Tristar3000型氮气吸附-脱附分析仪上进行，以氮气为吸附质，在液氮温度(77K)下测定，测定前样品均在300℃下真空脱气6h以上，样品用量为0.10~0.15g，采用BET(Brunauer-Emmet-Teller)方法计算样品的比表面积，基于Kelvin方程，用BJH (Barett-Joyner-Halenda)方法取吸附分支计算孔径分布；孔容为P/P0=0.972时得到的数据；采用JEM-2010HR透射电子显微镜对样品形貌进行表征。
2结果与讨论
图2为合成有序介孔碳OMC1.5各个时期的小角XRD图。由图可知，合成出的硅/P123复合物、硅/碳复合物1、硅/碳复合物2和OMC1.5都具有3个清晰可见的衍射峰,分别可以被归属为二维六方结构的(100)、(110)和(200)衍射峰[15](空间群P6mm)。说明自晶化过程后，样品均保持着有序的介孔结构。在未经高温碳化前，硅/P123复合物(图2a)和硅/碳复合物1(图2b)的最强衍射峰位置分别为2θ=0.85°和2θ=0.83°，高温碳化后的样品硅/碳复合物2(图2c)和有序介孔碳OMC(图2d)的最强衍射峰位置向大角度偏移，其值为2θ=0.98°，表明碳化导致了样品孔结构的轻微收缩[16]。最终合成的有序介孔碳OMC1.5的3个衍射峰明显，表明了其高度的有序性，说明采用此方法成功合成了有序介孔碳。
图3为样品OMC1.5的HRTEM照片，其他介孔碳材料的结构与OMC1.5相似。HRTEM照片分别从垂直和平行于介孔孔道的方向拍摄，图3a中的白色条纹为除去二氧化硅后留下的介孔孔道，即为XRD分析中的(110)面；在图3b中即显示为白色原点，为XRD分析中的(100)面，它们呈二维六方的有序排列，与XRD分析结果一致，进一步确认了OMC1.5样品的二维六方有序介孔结构。
图4为不同蔗糖添加量下合成介孔碳的低角XRD图。由图可知，当蔗糖添加量在0~2.0g之间变动时，合成出的介孔碳在2θ=0.98°处时都有1个衍射峰，该峰归属于六方晶系的(100)面，表明当蔗糖添加量在0~2.0g范围内时均能合成出有序的介孔碳，同时可以观测到介孔碳的衍射峰强度随着蔗糖量的增加而增强，OMC1.5和OMC2.0的3个衍射峰最为明显，强度相当。结合表1的孔结构参数可知，OMC1.5拥有最大的比表面积和孔容，表明在该合成体系中，蔗糖添加量的最佳值为1.5g。这是由于硅/碳复合物1的孔容固定，因而其能容纳的碳源物(a)as-synthesized silica/P123composite,(b)silica/carbon compos-ite1,(c)silica/carbon composite2,(d)OMC1.5
图2合成有序介孔碳OMC1.5各个时期的小角XRD图
Fig.2XRD patterns of the ordered mesoporous carbon
OMC1.5at various periods during the course of
synthesis
图3样品OMC1.5的HRTEM照片
Fig.3HRTEM images of the sample OMC1.5
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第26卷无机化学学报
质的质量是一定的。当蔗糖添加量低于1.5g时，由于碳源不足，硅/碳复合物1的空隙没有被完全填满，因而当除去二氧化硅后得到的介孔碳的有序性不高，然而，当蔗糖添加量为2.0g时，则由于碳源过多，多余的碳源物质在有序介孔碳的表面碳化沉积[15]，因而又一定程度地影响了其孔结构参数，表现为比表面积和孔容数据的降低。
图5为有序介孔碳样品的氮气吸脱附曲线和孔径分布图，由此测定所得的样品孔结构参数列于表1。如图5a所示，介孔碳样品的氮气吸附脱附曲线均属于Ⅳ类曲线，存在明显的滞后环，在P/P0为0.3~0.5间有一个突跃点，表明其属于典型的介孔材料。当蔗糖添加量小于或大于1.5g时，其滞后环相对较宽，表明介孔结构的均匀性和完整性相对较差。当蔗糖添加量为1.5g时，其为明显的H1型滞后环，表明OMC1.5拥有较好的介孔结构。孔径分布图(图4b)表明，有序介孔碳材料的孔径分布集中，平均孔径为3.3nm，随浓度变化不大。但比表面积和孔容的数据(表1)变化有一定的规律，表现为随着蔗糖添加量的增加，比表面积和孔容先增大后减少，当蔗糖添加量为1.5g时,达到最大值，分别为1261 m2·g-1和1.03cm3·g-1。与文献[16]比较，我们的工作取得了较大的比表面积和孔容，这可能是由于我们是在已经形成了有序介孔结构的硅/碳复合物1之后再加入蔗糖，这样蔗糖分子更能充分有效地进入到硅/碳复合物1的孔道中，从而使其有序性增强，比表面积和孔容增大。
图4不同蔗糖添加量下合成的样品OMC的小角XRD图
Fig.4XRD patterns of the samples OMC obtained with
different dosages of sucrose
表1不同蔗糖添加量下合成的样品OMC的孔结构参数
Table1Pore properties of the samples OMC obtained with different dosages of sucrose
Samples S BET/(m2·g-1)V/(cm3·g-1)Pore size/nm
OMC07160.68 3.5
OMC0.59090.78 3.2
OMC1.010480.92 3.3
OMC1.51261 1.03 3.3
OMC2.010930.94 3.3
图5不同蔗糖添加量下合成的样品OMC的N2吸脱附曲线(a)和孔径分布图(b) Fig.5N2adsorption-desorption isotherms(a)and pore size distributions(b)of the samples
OMC Obtained with different dosages of sucrose
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第1期邱会华等：简易模板法制备有序介孔碳
3结论
将硅/P123三嵌段共聚物复合物经硫酸处理后，再加入蔗糖碳源经碳化和除硅处理合成出了有序介孔碳，当蔗糖添加量在0~2.0g范围内时，均能得到有序的介孔碳材料，当蔗糖添加量为1.5g时，所得的介孔碳有序性最高，比表面积和孔容也最高，分别为1261m2·g-1，1.03cm3·g-1。该合成方法相对于传统硬模板而言，其合成工序简单，成本更低；与其他简化合成方法相比，避免了由碳源不足而造成的介孔碳有序性降低的缺点。
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有序介孔材料的发展和面临的挑战
有序介孔材料的发展和面临的挑战 霍启升 吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室，中国吉林长春，邮编：130012 E-mail: huoqisheng@https://www.360docs.net/doc/8c16834192.html, 摘要 简要介绍有序介孔材料的发现和发展历史，讨论合成、结构、应用等方面所面临的挑战。 有序介孔材料 有序介孔材料是指孔道规则且有序排列的介孔材料，早在1971年介孔材料的合成工作就已开始，日本的科学家们在1990年之前也已通过层状硅酸盐在表面活性剂存在下转化开始介孔材料合成，1992年Mobil的报导才引起人们的广泛注意，并被认为是介孔材料合成的真正开始。Mobil 使用表面活性剂作为模板剂，合成了M41S 系列介孔材料，包括MCM-41（六方相）、MCM-48（立方相）和MCM-50（层状结构）。 经过近二十年的全球性科学家的团结努力和辛苦工作，介孔材料的研究工作发展极快，并且成效显著，涉及到合成、结构、性质、应用等各个方面，参与研究的科学家专业分布极其广泛，介孔材料研究是近年来少有的受人瞩目且快速发展的研究领域。 有序介孔材料的优势 有序介孔材料的优势在于材料的独特的介孔结构（均一孔道尺寸及形状、高比表面、大孔体积）和合成过程简单，合成可重复，原料价格低廉，容易直接合成各类等级的可控结构，如薄膜、粉末、块体、微球、纤维、纳米级材料、各种微观形貌。介孔材料的组成容易多样化，易掺杂。尤其是二氧化硅基材料，表面羟基反应活性高，容易用各种有机基团修饰。 合成化学与结构及性质的研究 起初介孔材料的合成化学的研究以介孔二氧化硅材料为主，后来被开展到其它组成。合成机理的研究也是以二氧化硅体系为主要对象，根据不同的合成条件及体系，主要生成机理包括：从层状结构的转化、无机－有机静电作用、表面活性剂分子堆积参数的主导作用的协同自组装、真正液晶模板。 在上述机理的指导下，介孔材料合成工作迅速展开。材料组成从硅酸盐系列扩展到非硅酸盐无机系列，后来又到有机－无机杂化材料、有机材料、碳材料。典型的硅酸盐系列材料的骨架为无定形的，具有沸石结构单元的预合成的微粒或晶体可以被用来组成介孔材料的骨架，而有些易结晶的氧化物的介孔材料在合成过程或后处理过程中直接晶化导致介孔材料的骨架含有纳米级晶体。模板剂也从最初简单的阳离子表面活性剂扩展到复杂的阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、高分子聚合物、阴离子表面活性剂，甚至各类非表面活性剂。新模板方法的开发，新合成原料（前驱物）和表面活性剂的选择和组合等仍有许多研究工作需要完成。 合成方法也多样化，如evaporation induced self-assembly (EISA)（常被作为合成薄膜材料的首选方法），多种合成策略的运用（如硬模板的应用）。今后介孔材料合成在很大程度上应该从有机合成、高分子聚合、大分子及生物分子的自组装，以及固体材料合成借鉴更多的方法与策略。 典型材料从M41S材料发展出包括SBA系列、FDU系列、KIT系列等等。介孔材料的结构也从最初的二维六方相（MCM－41）和立方相（Ia3d，MCM-48）扩展到几乎所有可能的介观结构：p6mm,
关于法律安全手抄报的内容资料
XX关于法律安全手抄报的内容资料 只有在自由主义时代，法治才被有意识地加以发展，并且是自由主义时代最伟大的成就之一，它不仅是自由的保障，而且也是自由在法律上的体现。 青少年法律常识最近校园暴力、违法的事件频传，主要的原因之一就是同学们忽视犯罪行为的严重性，或者对法律了解太少。在日常生活中，你以为没有什麼大不了的事，其实已经触犯了法律。虽然同学们还未成年，但是万一不小心触犯了法律，还是会受到『少年事件处理法的惩罚』。因此，为了防范於未然，同学们一定要有基本的法律常识，以免不小心误触法律，遗憾终生。窃盗罪所谓窃盗罪，就是指『偷东西』。在没经过主人的同意下，随便取走他人的财物，包括钱和物品。恐吓取财罪就是用不当的手法，包括：恐吓、威胁、暴力等，向别的同学借钱不还或强索金钱。强盗罪是拿著武器，如：刀械、棒棍或其他具有危险性的东西，威胁同学，使他不敢反抗，然后强行夺取身上的财物。伤害罪因为打架造成别人身体上、健康上的伤害，依据受伤程度可细分为：『普通伤害罪』、『重伤罪』、『普通伤害罪之加重结果犯』。施打、吸用麻醉药品 所谓的『麻醉药品』就是指『毒品』，因为错误的使用麻醉药品，会影响身体的健康，因此，除了在医院由医生合法使用外，私下吸用麻醉药品都是违法的行为。另外，虽
然本身没有吸毒，但若有贩卖麻醉药品，也是犯法的行为。赌博罪同学们在学校玩耍时，不论是用金钱或是物品当筹码，都不可以玩赌博性的玩具或游戏。除了不可以从事赌博性的行为外，也不可以提供别人从事赌博的工具或环境，否则就算你没有玩，你还是犯了法。毁坏公务罪不论在学校或是公共场合，只要是不属於自己的东西，而是给大家共同使用的东西，就是公共物品。同学应该小心使用并爱惜公务，不可以随便破坏、毁损或丢掉公务。 黄仁宇先生的《万历十五年》一书，从政治、军事、哲学的角度，论证了明朝以道德为标准，但求民众温饱而不思国家富强，但求全局平衡稳定而放弃江南经济发达地区经济发展模式的整体失败。 皇帝不论贤否，也不论勤政与否，终必会因政制的失败而亡国。制度的僵化使皇帝受制于文臣，而文臣又限于制度仅能小补无法变革。政治上的失败必然使国家为求生存而限制经济的发展，以达到政治上的稳定，社稷上的永存。最终亦使得经济无法像工业革命一样取得突破性发展。经济必然会发展到一个制度所能容忍的程度，然后在此程度上下波动，陷于停滞。按《国富论》的观点，死水般的经济状况使社会无法进步，下层人民的生活必然也是一个极为悲惨的状况。下层人民的悲惨生活，必然导致社会精英群体来源的减弱，因为精英的培养需要一定的金钱。而社会上中层人士又因僵
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1. 1 CMK- 1 Ryoo首次用MCM- 48为模板 合成了介孔碳材料(CMK- 1>. 由于MCM- 48具有两套不相连通的 孔道组成, 这些孔道将变成碳材料的固体部分, 而MCM- 48中氧 化硅部分则会变成碳材料的孔道. 因此CMK- 1 并不是MCM- 48 真 正的复制品, 而是其反转品. 在脱除MCM- 48 的氧化硅过程中, 其结晶学对称性下降[ 3] , 后 续的研究表明与所用的碳前驱物有关, 其中一个具有I41 /a对称性[ 4] .1. 2 CMK- 3 使用SBA- 15 合成六方的介 孔碳( CMK 3>, 由于二维孔道的SBA- 15孔壁上有微孔, 因 图1 孔道不相连的的模板(MCM- 41或1234K 下 焙烧的SBA - 15> 制备的无序碳材料( A>。孔道相 连的模板( 1173K温度以下焙烧的SBA - 15> 制备 的有序介孔碳材料CMK- 3( B>
关于有序介孔炭CMK
关于有序介孔炭CMK-3从水溶液中吸附铀的研究 摘要: 有序介孔碳CMK-3在水溶液中铀的去除和获取方面的能力已经进行了探索。CMK-3的制构特性是以使用小角X射线衍射和N2吸附脱附，BET比表面积，孔体积和孔径是1143.7平方米/克，1.10立方厘米/克和3.4 nm为特征的。了对不同的实验参数，例如溶液的pH值，初始浓度，接触时间，离子强度和温度对吸附的影响进行研究。CMK-3显露出铀在最初pH=6，接触时间为35分钟时吸附能力最高。吸附动力学也通过伪二阶模型很好地描述了。吸附过程可用朗格缪尔和Freundlich等温线很好地定义。热力学参数，ΔG°(298K),ΔH°，ΔS°分别定为-7.7, 21.5 k J mol -1和98.2 J mol-1 K-1,这表明CMK-3在自然界朝向铀吸附进程是可行的，自发的和吸热的。吸附的CMK-3可以有效地为U(VI)的去除和获取，通过0.05 mol／L的HCL再生。从1000ml包含铀离子的工业废水的u(VI)的完全去除可能带有2g CMK-3。 关键词：有序介孔碳CMK-3 吸附铀 前言：处理放射性物质产生低中高水平的放射性废物的许多活动要求用先进的技术处理[1，2]。在过去的几十年，考虑到潜在的环境健康威胁和不可再生的核能源资源的双重意义，各种各样的技术，例如溶剂萃取[3，4]，离子交换[5]，和吸附已经从放射性废物的铀的去除和获取得到了发展[6]。最近，吸附由于其效率高、易于处理,基于碳质材料例如活性炭[7-8]，碳纤维[11]，因为他们比有机换热器树脂有更高热量和辐射电阻，与熟悉的无极吸附剂相比有更好的酸碱稳定性，因此逐渐应用于这一领域[8]。 另外,作为碳质材料家族的新成员,有序介孔碳CMK-3是通过纳米铸造技术合成的[12]，因为它独特的特征如高表面积，规整的介孔结构，窄的孔径分布，大孔隙体积，以及优异的化学和物理稳定性，已经引起了广泛关注[13，14]。这些特征使CMK-3在生物医药，电化学，能量储存和环境领域变得更加有吸引力[15–17]。CMK-3及其复合材料已经用于去除VE [18], VB12 [19]，苯酚[20]，溶菌酶[21]，铅[22]和汞[23]。然而，据我们所知，到目前为止，还没有报道CMK-3用于水系统吸附铀酰离子。因而，这将是有趣的事，去探讨以上所提到的CMK-3用于环境的可能性。 本次调查的目的是研究通过硬模板法制备的有序介孔炭CMK-3的从水溶液除铀的效率。各种技术被用来描述CMK-3的结构和构造特性，包括小角X射线衍射（SAXRD）和N2 吸附解吸。各种实验参数包括溶液的pH值，离子强度，接触时间，最初的浓度，温度，以及对吸附动力学，等温吸附模型，热力学进行了研究。另外，CMK-3再生的方法，和工业废水除铀的努力也进行了研究。 实验 材料 从南京科技Co., Ltd获得有序介孔硅。U(VI)储备液的制备，1.1792 g U3O8加入到一个100ml的烧杯，10ml的盐酸(q=1.18 g/mL)，2 mL 30 %的过氧化氢也加入到此烧杯。溶液被加热直到它几乎是干的，然后10毫升盐酸（q= 1.18克/毫升）被添加。溶液被转入到一个1000ml的容量瓶，用蒸馏水稀释到刻度来产生1 mg/mL 的铀原液。铀溶液通过稀释原液到根据实验要求的适当的量来制备。所有的其他试剂都是AR级。 有序介孔碳CMK-3的制备
掺N的有序石墨对氧还原反应有很高的电催化活性
掺N的有序石墨对氧还原反应有很高的电催化活性 阴极氧还原反应是影响燃料电池性能的重要因素之一。因此高效的氧还原电催化剂的成产对燃料电池的商业化是至关重要的。长时间以来铂基材料都作为氧还原反应的高效催化剂；但是，燃料电池的广泛应用受到这种金属的短缺和昂贵的限制。近来，用于氧还原反应的便宜金属和非金属催化剂作为可替代铂基催化剂的材料而引起人们的广大兴趣。特别是，掺氮的碳材料，作为典型的非金属催化剂，对氧还原反应表现出非常好的电催化活性，这是由于氮的孤对电子与石墨烯的π体系配合而成的独特的电子结构。通常，掺氮碳材料可以通过过渡态金属大环化合物或金属盐与含氮前体物质混合物的高温分解来制备。在这些过程中，过渡态金属不仅在石墨骨架的形成方面起着重要作用，还在氮活性位置的引入方面起着重要作用。缺点就是要使用昂贵的前体物质和需要额外的步骤来移除其中的金属物质。此外，包裹在石墨骨架中的金属纳米粒子经过移除过程后仍然存在。掺在碳材料中的氮原子是否真的具有催化活性仍然存在争议。因此，制备具有极好的电化学性能而没有任何金属组分的氮掺杂石墨材料是一个很急迫的问题。这些材料不仅有望成为氧还原反应的催化剂，还有助于阐明氮掺杂碳材料的结构、组成和电化学性能之间的关系。 于此，我们报道了基于非金属纳米铸造技术的新型氮掺杂有序介孔石墨组的制备。有序介孔二氧化硅（SBA-15）当作模板，N,N’-（2，6-二异丙基苯基）-3，4,9,10-四甲酰二亚胺（PDI）作为碳前体。氮掺杂有序介孔石墨组的独特性质，包括高表面积和含适量氮的石墨骨架，使得其对氧还原反应具有很高的电催化活性、极好的长时间稳定性和抗交叉效应的能力。这些性质优于商业化的铂-碳催化剂。据我们所知，在氧还原反应中这些优秀的电化学性能很少出现在非金属催化剂中。由于不含金属的制备过程中，电催化活性完全归功于氮掺杂有序介孔石墨组中氮的掺入。比较制备时用不同的碳前体和在不同的温度下热分解形成的有序介孔石墨组，可以看出石墨像氮原子一样在氧还原反应中具有很好的电化学性能。 氮掺杂有序介孔石墨组由PDI/SBA-15的复合物在600,750和900℃不同的温度下碳化合成时具有不同的组成成分；因此制备的材料分别记作PDI-600，
法制安全手抄报内容资料大全
法制安全手抄报内容资料大全 法制安全手抄报内容资料大全随着人类社会的不断进步发展，法越来越受到人们的重视，一个国家的法律体制完善与否也日益成为衡量这个国家现代化程度高低的标志。我国法律法规也日趋完善，只要留意不难发现我们身边无处不存在法律的气息。《未成年人保护法》、《教育法》、《教师法》、《消费者权益保护法》…… 现代社会是一个法制社会，作为一名中学生应该学法、懂法、守法。然而，根据管家有关数据表明：我国青少年犯罪率呈大幅度增长趋势，可见增强法律意识、提高法制观念对我们来说有着极其重要的作用。青少年违法犯罪很大一部分原因是法律意识淡薄、受社会不良习气的影响。比如在社会不讲社会公德，惹事生非、打架斗殴、偷窃敲诈。在学校不遵守中学生守则、违反校纪校规。这些青少年学生虽然也知道自己所作所为是违法违纪的，但他们无法真心地体会到事态的严重性。因此校园中违纪的现象屡见不鲜。有的同学认为违纪与违法是两码事，违反校规校纪大不了被老师批评，没什么大不了的，殊不知习惯成自然，违纪就会逐步成违法，以后到社会就有可能作为法的事。 有的同学认为如今是追求个性化的社会，如果被学校这个规那个矩束缚，不利于自己发展，作了违纪的事才能体现自己的潇洒，但是，设想一下，如果学校没有了校规校纪，
那学校正常的教学秩序如何保障?一个从小没有遵纪守法的意识与习惯的人，长大了很难说他能成为一个守法的公民。 遵纪守法是一种被人们公认的美德。国有国法，家有家规，校有校纪，遵纪是守法的基础，青少年时代是处在长身体、长知识的黄金时代，我们青少年学生要认真学习《中学生守则》、遵守校纪校规，遵纪守法，严以律己，从小事做起，从自己做起，自强、自尊、自重、自爱，争当一个文明的新时代青少年。 校园暴力的防治 1、什么是校园暴力? 答：校园暴力是指发生在学校校园，由老师、同学和校外人员针对学生身体和精神实施的，达到某种严重程度的侵害行为。 2、校园暴力的类型有哪些? 答：根据行为方式的不同，可以将校园暴力简单地分为以下八类：1)本校或其他学校高年级学生殴打低年级学生;2)校外青年殴打在校学生;3)某些学生的家长因为学生之间的纠纷而到学校殴打其他学生;4)老师体罚或者变相体罚学生;5)老师侮辱学生的人格尊严，如要求学生当众做出一些有损人格尊严的动作、辱骂学生等;6)校内外高年级学生以及社会青年抢劫、勒索学生钱财，使学生不但损失钱财，而且心理受到极大伤害;7)老师以及校内管理人员针对女学生
有序介孔炭的制备与表征_王小宪
有序介孔炭的制备与表征① 王小宪1,李铁虎1,冀勇斌1,金 伟1,林起浪2 (1.西北工业大学材料学院,陕西西安 710072; 2.福州大学材料学院,福建福州 350002) 摘 要:采用溶胶-凝胶技术,用蒸发诱导自组装(EISA)工艺制备了表面活性剂/氧化硅复合体。通过原位氧化炭化法直接制备了介孔炭材料,讨论了炭化温度对炭/氧化硅及介孔炭孔隙结构的影响。利用透射电镜(TEM)、氮物理吸附-脱附、扫描电镜(FESEM)及热重分析(TGA)对材料的形貌结构性能进行了分析。结果表明,复合体具有高度有序的六方相结构孔道,随着炭化温度的提高,复合体的孔径分布呈现先增大后减小的变化过程,而介孔炭孔径分布逐渐减小。介孔炭颗粒由类纳米碳管团簇组成,孔隙有序程度高,内部无缺陷。 关 键 词:介孔炭,纳米复合体,炭化,纳米碳管 中图分类号:TB383 文献标识码:A 文章编号:1000-2758(2008)06-0787-05 介孔炭具有大比表面积、大孔容和均一孔径分布的特点,因此在选择性催化、储能材料及光电磁等方面都有着广泛的应用。通常制备介孔炭方法有物理化学活化法[1]、有机聚合物炭化法[2]、共混聚合物炭化法[3]、铸型炭化法[4]等,其中物理化学活化法是制备活性炭的常用方法,该方法制备的介孔炭孔径小且分布范围大。有机聚合物炭化法和共混聚合物炭化法虽可制备出分布范围小的介孔炭,但无法实现有序性的要求。近年来,铸型炭化法是能控制介孔炭孔径的有效方法,即选用具有一定结构的模板材料,通过反相复制获得介孔炭产品。从微观角度来说,介孔炭是模板的负副本,即模板的孔壁转化为介孔炭的孔隙,因此对模板孔壁的有效控制就是对介孔炭的孔径控制,而模板的形成受到多方面的影响。在水热合成体系中,改变制备模板的陈化温度[5]可以使介孔炭在3.0～ 5.2nm之间变化,混合表面活性剂法[6]可使介孔炭在2.2～ 3.3nm之间变化。但是利用水热合成体系制备模板本身就需要1～3天时间,然后经过液相浸渍、炭化、酸洗等步骤才能获得介孔炭产品,这个过程费时、费力,不利于介孔炭的发展与应用。 本文在非水体系条件下,结合蒸发诱导自组装工艺和溶胶-凝胶技术,以占据氧化硅介孔体的表面活性剂为碳源前驱体。通过原位氧化炭化法直接制备出了具有六方结构的介孔炭材料,研究发现,模板与有机物的炭化过程中的相互作用和炭化温度是影响介孔炭孔径的重要因素。该方法缩短了制备周期,节约了制备成本,同时还可以对介孔炭的孔径进行有效的控制。 1 实验部分 1.1 复合体的制备 复合体的制备过程如下:将1g P123(聚乙烯醚-聚丙烯醚-聚乙烯醚,EO30PO70EO30,南京威尔化工公司)完全溶解于10g无水乙醇中;在搅拌的条件下加入2g的正硅酸已酯(AR,北京化学试剂有限公司,简称TEO S),0.9g H2O,0.1g HCl(2M),室温下继续搅拌2h,获得溶胶;将所得溶胶置于25℃,湿度为30～60%的环境中自然蒸发,待完全蒸发后获得表面活性剂/氧化硅的复合体。 1.2 介孔炭的制备 在1g上述复合体中加入4g去离子水和1g浓硫酸,混合均匀;将混合物置于热处理炉中在100℃和160℃分别处理3～6h以充分氧化,所得样 2008年12月第26卷第6期 西北工业大学学报 Jour na l o f No r th wester n Poly technical U niv ersity Dec.2008 V o l.26No.6 ①收稿日期:2007-10-11基金项目:国家自然科学基金(50472081)与高等学校博士点基金(20060699028)资助 作者简介:王小宪(1980-),西北工业大学博士生,主要从事新型炭材料的研究。
简易模板法制备有序介孔碳_邱会华
收稿日期：2009-07-27。收修改稿日期：2009-09-16。国家-广东联合基金资助项目(No.U0734005)。 ＊ 通讯联系人。E -mail ：tliuyl@https://www.360docs.net/doc/8c16834192.html, ；会员登记号：S060017521P 。第一作者：邱会华，女，24岁，硕士研究生；研究方向：纳米碳材料。 简易模板法制备有序介孔碳 邱会华 刘应亮＊ 曾江华 左诗笛 郑明涛 (暨南大学化学系，广州 510632) 摘要：通过一种简易的模板法制备了有序介孔碳，即硅/P123三嵌段共聚物复合物经硫酸处理后，再加入蔗糖碳源经碳化和除硅处理合成出有序介孔碳。该方法与传统硬模板相比，其合成工序简单，成本更低；与其他简化合成方法相比，避免了由碳源不足而造成的介孔碳有序性低的缺点。通过小角XRD 、N 2吸脱附和HRTEM 对样品及其中间过程进行了表征。结果表明，自晶化过程后，样品在合成的各个时期均保持着有序的介孔结构，当蔗糖添加量为1.5g 时合成出的介孔碳材料有序性最高，比表面积和孔容也最高，分别为1261m 2·g -1，1.03cm 3·g -1。关键词：模板法；有序介孔碳；蔗糖中图分类号：O613.71 文献标识码：A 文章编号：1001-4861(2010)01-0101-05 Simple Template Method for Synthesis of Ordered Mesoporous Carbon QIU Hui -Hua LIU Ying -Liang ＊ZENG Jiang -Hua ZUO Shi -Di ZHENG Ming -Tao (Department of Chemistry,Jinan University,Guangzhou 510632) Abstract:Ordered mesoporous carbon materials were synthesized via a simple template method by adding sucrose to the sulfuric -acid -treated silica/P123triblock copolymer composite and followed by carbonization and removal of the silica.This technique is simpler and the cost is lower than the conventional hard template method.Besides,compared to other simple way,this technique avoids the disadvantage of low ordered structure of the mesoporous carbon caused by deficiency of carbon source.The samples were investigated by X -ray diffraction (XRD),high -resolution transmission electron microscopy (HRTEM)and nitrogen adsorption -desorption.The results show that the samples after crystallization maintain ordered mesoporous structure at various periods during the course of the synthesis.When the addition of sucrose is 1.5g,the highest ordered mesoporous carbon is obtained with highest surface area of 1261m 2·g -1and pore volume of 1.03cm 3·g -1. Key words:template method;ordered mesoporous carbon;sucrose 引言 有序介孔碳材料由于其具有高的比表面积、大的孔容和均一的孔径分布等特点，使其在催化、吸附、电化学等领域有着广泛的应用价值[1-3]。自1999 年Ryoo 等[4]以有序介孔硅MCM -48为模板，蔗糖为碳源合成出有序介孔碳CMK -1以来，介孔碳材料 的发展进入了一个新的时期。随后很多科学家通过不同的方法合成了一系列的有序介孔碳材料，如 CMK -3[5]、CMK -5[6]、COU -1[7]、FDU -15[8]等，其方法可分 为硬模板法和软模板法[9]。硬模板法所得到的介孔碳材料为无机模板的反相复制，软模板法所得的介孔碳材料为正相结构，在应用方面各有其优势。但硬模板法合成过程耗时长，步骤繁多，其首先需要 第26卷第1期2010年1月 Vol ．26No ．1101-105 无机化学学报 CHINESE JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY
法制与安全手抄报资料内容
法制与安全手抄报资料内容 法制与安全手抄报参考图(1) 法制与安全手抄报参考图(2) 法制与安全手抄报参考图(3) 法制与安全手抄报参考图(4) 2、中华人民共和国公民有受教育的权利和义务。 3、公民不分民族、种族、性别、职业、财产状况、宗教信仰等，依法享有平等的受教育机会。 7、受教育者在入学、升学、就业等方面依法享有平等权利。 8、侵占学校及其他教育机构的校舍、场地及其他财产的，依法 承担民事责任。 9、明知校舍或者教育教学设施有危险，而不采取措施，造成人 员伤亡或者重大财产损失的，对直接负责的主管人员和其他直接责 任人员，依法追究刑事责任。 10、教育必须为社会主义现代化建设服务，必须与生产劳动相结合，培养德、智、体等方面全面发展的社会主义事业的建设者和接 班人。 12、学校及其他教育机构在不影响正常教育教学活动的前提下，应积极参加当地的社会公益活动。 丽丽的父母都是做小生意的，家境贫困，父母平时忙着挣钱养家，根本没空管教女儿。在家里被忽视，丽丽就到外面寻找补偿，16岁 的阿祥成了丽丽寻找温暖的港湾。阿祥的家境和丽丽差不多，他因 为成绩不好辍学后就在学校周边纠集了一帮小青年，成立了一个 “龙腾帮”，阿祥自封“老大”，“龙腾帮”的经费来源主要靠抢 在校学生的钱。
丽丽这个“压寨夫人”并非浪得虚名，她心甘情愿地帮阿祥经营起了“龙腾帮”。为了扩大势力，还在学校读书的丽丽经常游说同 学加入“龙腾帮”。一般的学生都不愿意交这笔保护费。见软的不行，丽丽就伙同阿祥等人来硬的——他们在学校外面堵着，对不交 保护费的同学拳脚相加，直到他们乖乖交上保护费。 和阿祥交往的日子，丽丽经常很晚才回家，有时甚至夜不归宿，可是她的父母却置若罔闻。直到阿祥因为伙同他人犯抢劫罪被越秀 区法院判了6年徒刑，法官找丽丽的父母做思想工作时，丽丽的父 母才如梦初醒。 因为丽丽事发时还不到受刑事处分的年龄，而且犯罪情节显著轻微，法院没有追究丽丽的刑事责任，经过批评教育后，丽丽重新回 学校读书。 每年，有多少人的生命被交通事故夺走，有多少个家庭被交通事故破坏，有多少人因为交通事故而失去亲人。 国庆前在云南石林县境内国道324线，一辆跃进牌轻型厢式货车与一辆东风牌重型厢式货车相撞。当时东风车上拉着40吨焦炭，车 祸发生后，东风车车厢里倒出的炭将小货车的车厢基本掩埋。车祸 导致5人当场死亡、7人受伤。这给黄金周期间人们的安全出行敲 响了警钟。今年五月在湖南省宁乡县境内319国道上，一个12岁的 小男孩骑着一辆三轮车，上面载着几个比他还小的孩子，在没有大 人的看管下，骑着三轮车在公路上来来回回的玩耍，异常开心，异 常高兴,突然，一辆快速而来的大货车向三轮车压过去，一瞬间几个 孩子当场死亡，一场不该发生的悲剧就这样发生了。 人们出行，一般都要乘坐交通工具;我们要想生活在安宁的世界里，遵守交通法规是非常重要的;如果我们每个人都遵守交通法规， 那么就不会有那么多的交通事故发生，就不会有那么多的悲剧出现。 朋友们，让我们把“交通安全”这四个字在心里永远扎下根吧! 让大家都来自觉遵守交通法规，让交通事故永远从我们的生活中消失，让交通安全永远保护着我们，带给我们幸福。
有序介孔材料
有序介孔材料 姓名： 班级： 学号： 专业：
摘要： 有序介孔材料是上世纪90年代迅速兴起的新型纳米结构材料，它一诞生就得到国际物理学、化学与材料学界的高度重视，并迅速发展成为跨学科的研究热点之一。由于其具有大的表面积和相对大的孔径以及规整的孔道结构，介孔材料在催化、储能和分离吸附领域有独特的应用地位。以下我将主要从有序介孔材料的背景特点、有序介孔材料的应用以及未来展望来介绍一下有序介孔材料。 关键词：有序介孔材料、催化领域、储能、分离吸附 一、有序介孔材料的背景及特点的简介 定义：有序介孔材料是以表面活性分子聚集体为模板，通过有机物与无机物之间的界面作用组装生成的孔道结构规则、孔径介于2-50nm的多孔材料。 1、发展历史 1992年Mobil公司的科学家首次报道合成了MCM（Mobil Com- position of Matter）-41介孔分子筛，揭开了分子筛科学的新纪元。1994年，Huo等在酸性条件下合成出APMs 介孔材料，结束MCM系列只能在碱性条件下进行的历史，拓展了人们对模板法合成介孔材料的认识。介孔材料合成的突破性进展是酸性合成体系中使用嵌段共聚物（非离子表面活性剂)为模板，得到孔径大、有序程度高的介孔分子筛SBA-15 。1996年Bagshaw等采用聚氧乙烯表面活性剂，N0I0非离子型合成路线，首次合成出介孔分子筛Al2O3。其表面积可达600 m2/g，去除模板剂后的热稳定性可达700℃。1998年Wei等首次以非表面活性剂有机化合物（如D-葡萄糖等）为模板剂制备出具有较大比表面积和孔体积的介孔二氧化硅。 2、有序介孔材料的合成 目前介孔材料的合成方法主要有硬模板法和软模板法。如下图1是软模板法，图2是硬模板法。
硫／有序介孔碳复合材料的制备及其电化学性能
硅酸盐学报 · 572 ·2011年 硫/有序介孔碳复合材料的制备及其电化学性能 李永，董晓雯，赵宏滨，徐甲强 (上海大学理学院化学系，上海200444 ) 摘要：用模板法合成有序介孔碳材料(ordered mesoporous carbon，OMC)，以该材料作为硫的载体，用低温熔融的方法制备了硫/有序介孔碳(S/OMC)复合材料。通过透射电子显微镜、比表面分析和X射线粉末衍射仪对材料进行表征。结果表明：OMC孔道有序，比表面积高达1600m2/g，硫在OMC 内分散性良好。对S/OMC又进行了恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等电化学性能测试，显示S/OMC电化学可逆性较好，首次放电容量达1430 mA?h/g，60次循环时仍稳定在500mA?h/g。OMC内部有序的孔道和较大的表面微孔对电池性能的提高起到了重要的作用。 关键词：硫电极；软模板法；有序介孔碳；复合材料；阴极材料 中图分类号：TQ152 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2011)04–0572–05 Preparation and Electrochemical Properties of Sulfur/Ordered Mesoporous Carbon Composite LI Yong，DONG Xiaowen，ZHAO Hongbin，XU Jiaqiang (School of Science, Shanghai University, Shanghai 200444, China) Abstract: An ordered mesoporous carbon (OMC) material was synthesized via a template synthesis method. The composites of S/OMC with OMC as a matrix of sulfur were prepared by means of low temperature melting. The composites were investigated by transmission electron microscopy, Brunauer–Emmett–Teller method and X-ray powder diffraction. The results show that the channels of OMC is in an order, and the specific surface area of OMC is >1600m2/g. The sulfur could be efficiently dispersed in OMC. The composites of S/OMC were determined by galvanostatic charge/discharge, cyclic voltammograms and electrochemical impedance spectroscopy. It is indicated that the S/OMC has preferable electrochemical reversible, and the first discharge capacity reaches 1430 mA·h/g and stabilizes at 500mA·h/g after 60 cycles. It is essential for the improvement of the battery performance to possess the mas-sive micropores with the greater surface area existed in the OMC. Key words: sulfur electrode; soft-template method; ordered mesoporous carbon; composite material 随着石油危机的出现，全世界对能源消费需求的日益增加，以及便携式电子设备和电动汽车的快速发展及应用，对于高比能量、长循环寿命的锂离子电池的需求十分迫切。目前在已知的锂离子电池正极材料中，硫电极具有最高的理论比容量(1675 mA?h/g)。其与金属锂电极组成锂–硫电池的理论比能量高达2600W?h/kg。硫电极具有环境友好、价格低廉、资源丰富等优点，是一种很有应用前景的高比能量的正极材料[1]。然而，单质硫在常温下的电子导电率仅为5×10–30 S/cm[2]。如此低的电子导电率使锂–硫电池中阴极活性材料的利用率很低。此外，锂–硫电池在充放电过程中会形成多硫化锂，该化合物会溶于有机电解液，并会在阴阳电极之间穿梭，其中一部分穿梭的多硫化锂能转变成硫化锂并沉积在阳极上[3]，造成电池内部阻抗增加、电池容量减小以及循环性能的急剧下降。 针对硫电极以上的缺点，许多研究者开发研究溶胶电解液[4]、固体电解质[5]和常温的离子液体[6]，尽管这些研究在一定程度上达到了缓解多硫化合物穿梭反应的目的，但是同时又由于离子的缓慢移动造成了电池能量密度的降低。为了减轻由于多硫化物的穿梭对阳极的影响，还有许多研究集中在保护 收稿日期：2011–01–07。修改稿收到日期：2011–01–27。 基金项目：上海大学研究生创新基金(SHUCX 102021)、上海博士后基金(10R21412900)、中国博士后基金(20100470677)资助项目。第一作者：李永(1982—)，男，硕士研究生。 通信作者：徐甲强(1963—)，男，教授。Received date:2011–01–07. Approved date: 2011–01–27. First author: LI Yong (1982–), male, graduate student for master degree. E-mail: 08720101@https://www.360docs.net/doc/8c16834192.html, Correspondent author: XU Jiangqiang (1963–), male, professor. E-mail: xujiaqiang@https://www.360docs.net/doc/8c16834192.html, 第39卷第4期2011年4月 硅酸盐学报 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol. 39，No. 4 April，2011
氮掺杂石墨烯海绵的可控合成及其 在锂硫电池中的应用
Material Sciences 材料科学, 2019, 9(4), 361-367 Published Online April 2019 in Hans. https://www.360docs.net/doc/8c16834192.html,/journal/ms https://https://www.360docs.net/doc/8c16834192.html,/10.12677/ms.2019.94048 Controllable Synthesis of N-Doped Reduced Graphene Oxide Sponge and Its Application in Li-S Batteries Huizhen Zhang, Meng Feng, Hongbin Feng Institute of Materials for Energy and Environment, School of Materials Science and Engineering, Qingdao University, Qingdao Shandong Received: Apr. 1st, 2019; accepted: Apr. 15th, 2019; published: Apr. 22nd, 2019 Abstract In this study, N-doped reduced graphene oxide sponges (N-RGOS) with adjustable sizes and vari-ous morphologies were successfully fabricated by hydrothermal and pyrolysis methods, using melamine sponge as template for assisted assemble of GO. The N-RGOS@S composites were pre-pared by loading elemental sulfur on N-RGOS. The samples were characterized by XRD, TG, SEM and XPS. The electrochemical performance of N-RGOS@S as a cathode material for lithium-sulfur batteries was tested. The composites delivered a stable cyclic stability with a specific capacity of 549.8 mAh?g?1 maintained after 100 cycles at 0.1 C. And they also showed an excellent rate capa-bility that can reach 495.5 mAh?g?1 at 2 C. The excellent electrochemical performance is mainly at-tributed to the three-dimensional graphene network structure and nitrogen doping, which im-proves the conductivity of the electrode materials and hinders the diffusion of polysulfides during charging and discharging and reduces the shuttle effect. Keywords Assisted Assemble, Nitrogen-Doped Reduced Graphene Oxide, Lithium-Sulfur Battery, Cathode Materials 氮掺杂石墨烯海绵的可控合成及其 在锂硫电池中的应用 张慧珍，冯梦，冯红彬
介孔碳材料
介孔碳材料：合成及修饰 关键词：嵌段共聚物，介孔碳材料，自组装，模板合成 许多应用领域对多孔材料的兴趣是由于他们的高比表面积和理化性质。传统的合成只能随机产生多孔材料，对超过孔径分布几乎是无法控制的，更不用说细观结构了。最新的突破是其它多孔材料的制备工艺，这将导致具有极高比表面积和有序介孔结构的介孔材料制备方法的发展。随着催化剂的发展，分离介质和先进的电子材料被用在许多科学学科。目前合成方法可归类为硬模板法和软模板法。这两种方法都是用来审查碳材料表面功能化取得的进展。 1.简介 多孔碳材料是无处不在和不可或缺的，应用于许多的现在科学领域。多孔碳材料被广泛用作制备电池电极、燃料电池、超级电容。作为分离过程和储气的吸附剂，应用于许多重要的催化过程。介孔碳材料的用途在不同的应用中有着直接的联系，不仅仅关系到其优良的物理和化学性能，如导电、热导率、化学稳定性和低密度，而且关系到其广泛的可用性。近年来碳技术已经取得了很大进展，同时也通过开发和引进新的合成技术改变现有的制备方法。多孔碳材料根据其孔径可分为微孔（孔径<2nm）；中孔（2nm<孔径<50nm）；大孔（孔径>50nm）。传统的多孔碳材料，例如活性炭和碳分子筛，被热解和物理或是被有机体化学活化合成的。有机体包括在高温下的煤、风、果壳、聚合物[1-3]。这些碳材料通常在中孔和微孔范围内有广泛的孔径分布。活性碳和碳分子筛已大批量生产并被广泛用于吸附、分离和催化方面。 微孔碳材料综述的主要进展包括（a）合成碳材料（表面积高达3000m2g-1）[4,5]使用的氢氧化钾,(b)带有卤素气体的碳选择性反应可控制碳材料产生的微孔大小[6]。后一种方法使用碳化物为碳源，并且卤素气体选择性的除去金属离子。这种化学蚀刻法产生一个具有很窄的粒度分布的微孔。这些碳材料产生的微孔能提供高比表面积、大孔容、吸附气体和液体。尽管微孔材料被广泛应用在吸附分离和催化上，生产使用的方法遭到限制。活性炭微孔材料的缺点（a）由于空间限制规定小孔径使分子运输速度缓慢，（b)低电导率的产生是由于表面官能团的缺陷产生的，（c）多孔结构被高温或石墨化破坏。 为了克服上述这些限制努力寻求其他的合成方法，方法如下：（a）通过物理或组合物理/化学方法的高度活化,[1,7-9]（b）碳前躯体碳化是热固性组成成分之一，也是热不稳定性成分，[10,11]（c）催化剂辅助活化碳前驱体与金属（氧化物）或有机金属化合物，[9,12-14]（d）碳化气凝胶或冷冻，[15,16]（e）通过浸渍硬模板复制合成介孔碳，碳化和模板拆除。[17,18]（f）自组装通过缩合和碳化使用软模板[19-21]。方法a之d只会导致介孔碳材料有广泛孔径分布（PSD）和可观微孔[9,22]。因此，这些方法都缺乏吸引力。 值得重新审查的是方法e和方法f，这两种方法与有良好控制孔径的介孔碳材料的合成有关联。方法e涉及预合成的有机或无机模板的使用，也被称为硬模板合成方法。这些模板主要是作为介孔碳的模具材料，并且没有明显的化学作用采取前体之间发生模板和碳化[23]。相应的多孔结构是由有明确定义的纳米结构模板预定的。反过来，方法f涉及软模板，通过生成有机分子自组装纳米结构。相应的孔径结构确定合成条件，如混合比、溶剂和温度。虽然该术语"软模板"尚未正式确定，软模板法在本次审查是指自组装模板。软模板法不同于有机自组装硬模板法，分子或基团被操纵在分子能级和被组织成纳米空间氢键或疏水/亲