介孔碳材料
介孔碳材料的制备方法

介孔碳材料的制备方法
模板法通常是利用有机或无机模板,在其内部形成孔道结构,然后通过炭化过程将模板热解掉,得到具有介孔结构的碳材料。
其中,有机模板法主要包括硬模板法和软模板法两种,硬模板法利用有机物或无机物作为模板,形成孔道结构,然后进行炭化得到介孔碳材料;而软模板法则是利用聚合物和表面活性剂等作为模板,在炭化过程中形成介孔结构。
直接炭化法则是将碳源与催化剂混合后进行高温热解,形成介孔结构的碳材料。
这种方法制备的介孔碳材料具有高比表面积和介孔比例大的特点。
2.化学法制备介孔碳材料
化学法制备介孔碳材料主要包括溶胶凝胶法、水热法和共沉淀法等。
这种方法的特点是制备过程简单,操作方便。
溶胶凝胶法是将前驱体和模板混合后,形成凝胶,然后热解得到具有介孔结构的碳材料。
水热法则是利用水的高温高压使得前驱体和模板形成介孔结构的碳材料。
共沉淀法则是将前驱体和模板一起沉淀,然后经过热解得到介孔碳材料。
3.生物法制备介孔碳材料
生物法制备介孔碳材料主要包括生物质炭化法和生物结构体炭化法两种方法。
生物质炭化法是利用生物质作为碳源,通过热解得到介孔碳材料。
生物结构体炭化法则是利用天然的生物结构体作为模板,形成介孔结构的碳材料。
总之,以上三种方法各有特点,可以根据具体需要选择不同的制备方法。
cof介孔碳

cof介孔碳
介孔碳(C介孔碳)是一种具有介孔结构的碳材料。
介孔材料是指具有介孔(孔径介于2~50纳米)结构的材料,通常具有较高的比表面积和良好的孔道传输性能。
C介孔碳就是在碳材料中形成介孔结构的碳材料。
C介孔碳具有以下特点:
1.高的比表面积:介孔碳的孔道结构使其具有较大的比表面积,可以提高物质传输效率,增加反应活性位点。
2.良好的孔道传输性能:介孔碳的孔道结构有利于物质在孔道内的传输,可提高反应速率和效率。
3.较大的孔径:C介孔碳的孔径一般在20~50纳米之间,有利于大分子物质的传输和吸附。
4.高度有序的孔道结构:C介孔碳的孔道结构有序,有利于实现高效的物质传输和分离。
5.良好的化学稳定性:碳材料具有较高的化学稳定性,使C介孔碳在恶劣环境下具有良好的耐腐蚀性和耐磨性。
6.可调变的孔道结构:通过调整制备条件,可以实现对C介孔碳孔道结构的调控,以满足不同应用需求。
C介孔碳在许多领域有广泛应用,如能源存储、催化剂、传质分离、生物医学等。
例如,在锂离子电池、超级电容器等领域,C介孔碳可以作为优良的电极材料;在催化剂领域,C介孔碳可
作为催化剂载体,提高催化剂的活性和稳定性;在传质分离领域,C介孔碳可用于气体分离、分子筛等。
介孔碳和介孔炭

介孔碳和介孔炭介孔碳和介孔炭是一类具有大量孔隙结构的碳材料,其内部具有相当数量的介孔,其孔径通常在2到50纳米之间。
介孔碳和介孔炭因其独特的孔隙结构而受到广泛关注和研究,被认为是一类重要的功能材料。
本文将介绍介孔碳和介孔炭的制备方法、特性及应用领域。
一、制备方法介孔碳和介孔炭的制备方法多种多样,常见的方法包括模板法、溶胶-凝胶法、流化床法等。
1. 模板法模板法是最常用的制备介孔碳和介孔炭的方法之一。
该方法首先制备一种具有周期性孔隙结构的模板材料,如硅胶、有机胺或聚合物等。
然后在模板材料上分散碳前体,如葡萄糖等,通过热处理或碳化使其转化为介孔碳或介孔炭。
最后通过模板的去除,即可得到孔隙结构完整的介孔碳和介孔炭。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是另一种常用的制备介孔碳和介孔炭的方法。
该方法通过将碳前体(如葡萄糖、甘油等)溶解在溶胶溶液中,并在适当条件下进行凝胶化和热处理,制备出具有孔隙结构的介孔碳和介孔炭。
3. 流化床法流化床法是一种高效的制备介孔碳和介孔炭的方法。
该方法首先将碳前体粉末放置在流化床反应器内,在适当条件下进行热解或碳化反应,生成介孔碳和介孔炭。
该方法制备的介孔碳和介孔炭孔隙结构较为均匀,具有较高的比表面积和孔容。
二、特性介孔碳和介孔炭具有许多独特的特性,主要包括以下几个方面:1. 高比表面积介孔碳和介孔炭由于其内部具有大量的介孔,因此具有较高的比表面积。
高比表面积使其有较强的吸附能力,可以吸附和储存大量的气体、液体和溶质,具有广泛的应用前景。
2. 调控孔径介孔碳和介孔炭的孔径可以通过制备方法的调控来实现。
不同孔径的介孔碳和介孔炭可以用于吸附、分离、催化等不同领域的应用。
因此,介孔碳和介孔炭的孔径调控对其应用性能具有重要影响。
3. 良好的化学稳定性介孔碳和介孔炭由于其具有较完整的碳骨架结构,因此具有良好的化学稳定性。
它们在酸碱环境、高温条件下都能保持稳定的结构和性能,具有较长的使用寿命。
介孔碳cmk3

介孔碳cmk3
介孔碳CMK3是一种具有高度孔隙度和介孔结构的碳材料,具有广泛的应用前景。
它的制备方法主要是通过模板法,即利用介孔硅或介孔氧化铝作为模板,在其表面沉积碳源,然后去除模板,得到介孔碳材料。
介孔碳CMK3具有许多优异的性质,如高度孔隙度、大的比表面积、优异的化学稳定性和热稳定性等。
这些性质使得介孔碳CMK3在许多领域都有着广泛的应用。
介孔碳CMK3在催化领域有着广泛的应用。
由于其高度孔隙度和介孔结构,介孔碳CMK3可以作为催化剂的载体,将催化剂负载在其表面,从而提高催化剂的活性和选择性。
此外,介孔碳CMK3还可以作为催化剂本身,具有优异的催化性能。
介孔碳CMK3在能源领域也有着广泛的应用。
由于其大的比表面积和优异的化学稳定性,介孔碳CMK3可以作为电极材料,用于制备超级电容器和锂离子电池等能源存储设备。
此外,介孔碳CMK3还可以作为催化剂,用于制备氢气和甲烷等燃料。
介孔碳CMK3还可以应用于环境保护领域。
由于其优异的吸附性能,介孔碳CMK3可以用于处理废水和废气中的有害物质,如重金属离子和有机污染物等。
介孔碳CMK3是一种具有广泛应用前景的碳材料。
它的制备方法简
单,性质优异,可以应用于催化、能源和环境保护等领域。
随着科技的不断发展,介孔碳CMK3的应用前景将会更加广阔。
介孔碳载体掺杂的原因

介孔碳载体掺杂的原因
介孔碳材料是一种具有高比表面积、大孔容和有序介孔结构的新型碳材料,由于其独特的物理化学性质,被广泛应用于催化、吸附、储能等领域。
在实际应用中,为了进一步提高介孔碳材料的性能和功能,常常需要对其进行掺杂处理。
介孔碳载体掺杂的原因主要有以下几点:
1. 调整材料的电子结构:通过掺杂可以引入杂原子,改变介孔碳材料的电子结构,从而调节其表面化学性质和催化活性。
例如,掺氮的介孔碳材料可以提高其对氧气的吸附和活化能力,从而增强催化氧化反应的效率。
2. 提高材料的电导率:对于一些需要电子传输的应用,如电催化和超级电容器,掺杂可以提高介孔碳材料的电导率,从而改善其电性能。
例如,掺磷的介孔碳材料可以提高其电导率和超级电容器的性能。
3. 改善材料的稳定性:掺杂可以提高介孔碳材料的化学稳定性和热稳定性,从而延长其使用寿命。
例如,掺硅的介孔碳材料可以提高其在高温下的稳定性。
4. 增加材料的功能性:通过掺杂不同的杂原子,可以赋予介孔碳材料新的功能性,如磁性、光学性质等。
例如,掺铁的介孔碳材料可以具有磁性,从而应用于磁分离和催化等领域。
5. 优化材料的孔结构:掺杂可以影响介孔碳材料的孔结构,如孔径大小、孔径分布和孔道形状等。
这有助于提高材料的吸附性能和传质性能。
总之,介孔碳载体掺杂的目的是为了提高材料的性能、稳定性和功能性,以满足不同领域的应用需求。
掺杂处理可以通过多种方法实现,如物理气相沉积、化学气相沉积、溶液浸渍等。
不同的掺杂元素和掺杂方法会对介孔碳材料的性能产生不同的影响,因此需要根据具体的应用需求选择合适的掺杂元素和方法。
介孔碳和介孔硅碳

介孔碳和介孔硅碳介孔碳和介孔硅碳是一种特殊的材料,具有广泛的应用前景。
它们具有高表面积、大孔容、可调控的孔径和良好的化学稳定性等特点,被广泛用于催化、吸附、能源存储和传感等领域。
本文将介绍介孔碳和介孔硅碳的制备方法、性质和应用。
首先,介孔碳的制备方法多种多样,常用的方法包括硬模板法、软模板法和自组装法等。
硬模板法是利用硬模板材料,如硅胶、有机胶体颗粒等作为模板,在模板表面沉积碳源,然后经过热解、模板去除等步骤制得介孔碳。
软模板法是利用表面活性剂、均相或乳液中的胶体颗粒等作为模板,通过溶胶-凝胶或溶剂挥发法制备介孔碳。
自组装法则是利用分子自组装的原理,在有机溶液中形成有序结构,然后通过碳化或热解等方法制备介孔碳。
介孔碳的孔径通常在2-50纳米之间,具有良好的孔容和高比表面积。
这使得介孔碳具有优异的吸附性能和催化活性。
介孔碳的孔道结构可以通过调控模板和碳源的选择来实现,从而得到具有不同孔径和孔容的介孔碳材料。
此外,介孔碳还具有良好的化学稳定性和热稳定性,可以在高温和强酸碱条件下使用。
介孔硅碳是介孔碳和硅的复合材料,具有介孔碳和硅的优点。
它的制备方法与介孔碳类似,可以通过硬模板法、软模板法和自组装法等制备。
介孔硅碳的硅含量可以调控,从而调节材料的性能。
介孔硅碳具有良好的热稳定性、化学稳定性和电导性能,同时具备介孔碳和硅的吸附、催化和光学性能。
因此,介孔硅碳在催化、能源存储和光学传感等领域具有广泛的应用前景。
在催化领域,介孔碳和介孔硅碳可作为催化剂的载体,提供高比表面积和大孔容,增加催化剂的反应活性和选择性。
在吸附领域,介孔碳和介孔硅碳具有良好的吸附性能,可用于有机物的吸附和分离。
在能源存储领域,介孔碳和介孔硅碳可作为电极材料,用于超级电容器和锂离子电池等的能量存储。
在传感领域,介孔硅碳还具有优异的光学性能,可用于光学传感器和荧光标记等应用。
总之,介孔碳和介孔硅碳是一类具有广泛应用前景的材料。
它们的制备方法多样,性质独特,可广泛应用于催化、吸附、能源存储和传感等领域。
介孔碳纳米结构

介孔碳纳米结构碳材料是一类非常重要的功能性材料,具有广泛的应用前景。
其中,介孔碳材料由于其具有高表面积、均匀的孔径分布和优良的化学稳定性等特点,被广泛研究和应用于各个领域。
本文将对介孔碳纳米结构的制备方法、特性和应用进行综述,以便更加全面地了解该材料。
1. 简介介孔碳材料是一种具有有序孔道结构的碳材料,孔径在2~50纳米之间。
介孔碳纳米结构通常由模板法制备得到,具有均匀的孔道尺寸和大量的孔道体积。
介孔碳材料的制备方法主要包括硬模板法、软模板法和自组装法等。
2. 制备方法2.1 硬模板法硬模板法利用硬模板材料的孔道作为模具,通过碳源物质的沉积和炭化制备介孔碳材料。
常用的硬模板材料包括硅胶、氧化铝和硅化物等。
该方法制备的介孔碳材料具有尺寸可控性好的优点。
2.2 软模板法软模板法利用表面活性剂或高分子聚合物等作为模板,通过控制溶胶-凝胶过程和炭化过程制备介孔碳材料。
常用的软模板包括非离子型和阴离子型表面活性剂、聚合物胶束等。
该方法可以实现孔径和孔壁厚度的可调控。
2.3 自组装法自组装法通过有序排列分子自组装形成介孔材料的孔道结构。
常用的自组装方法包括溶液自组装法和熔融自组装法。
该方法制备的介孔碳材料具有孔道排列有序、孔径均匀的特点。
3. 特性3.1 孔径和孔体积介孔碳材料的孔径通常在2~50纳米之间,具有均匀的孔径分布和大量的孔道体积。
孔道的尺寸和孔道结构对介孔碳材料的吸附、催化和传质等性能具有重要影响。
3.2 比表面积介孔碳材料由于具有大量的孔道结构,因此具有较高的比表面积。
比表面积的增加能够提高材料的吸附能力,使其在吸附、分离、催化等方面具有广泛的应用前景。
3.3 孔道结构介孔碳材料的孔道结构通常具有有序排列的特点,孔径均匀分布。
这种有序孔道结构能够提高物质的传质速率和催化反应效率,具有重要的应用价值。
4. 应用介孔碳材料由于其优秀的特性,在吸附、分离、催化、能源存储和生物医药等领域具有广泛的应用前景。
介孔碳 合成

介孔碳合成简介介孔碳是一种具有高度有序孔道结构的碳材料,具有大比表面积、丰富的官能团和可调控的孔径分布等特点。
由于其独特的性质,介孔碳在吸附分离、催化剂载体、电化学储能等领域得到广泛应用。
本文将详细介绍介孔碳的合成方法及其应用。
合成方法硅胶模板法硅胶模板法是最常用的合成介孔碳的方法之一。
该方法以硅胶作为模板,在其表面上沉积碳前驱体,经过热处理后,硅胶模板被溶解,留下了具有高度有序孔道结构的介孔碳材料。
溶剂挥发法溶剂挥发法也是一种常见的合成介孔碳的方法。
该方法通过在溶液中加入聚合物和表面活性剂,并利用溶剂挥发过程中形成的自组装结构来制备具有高度有序孔道结构的介孔碳材料。
硬模板法硬模板法是一种通过使用硬模板来合成介孔碳的方法。
硬模板可以是金属、陶瓷等,通过在硬模板表面沉积碳前驱体,并经过热处理和模板去除步骤,最终得到具有高度有序孔道结构的介孔碳材料。
其他方法除了上述三种常用的合成方法,还有一些其他的方法也可以用于合成介孔碳,例如水热法、电化学法等。
这些方法各具特点,在不同应用场景下选择适合的合成方法可以得到所需性质的介孔碳材料。
应用领域吸附分离由于介孔碳具有大比表面积和丰富的官能团,因此在吸附分离领域有着广泛应用。
通过调控介孔碳的孔径和官能团类型,可以实现对不同分子的选择性吸附和分离。
催化剂载体介孔碳作为催化剂载体具有很好的稳定性和可调控性。
将催化剂负载在介孔碳上,可以提高催化剂的分散度和活性,并且减少副反应的发生。
电化学储能介孔碳具有高度有序的孔道结构和良好的导电性能,因此在电化学储能领域有着广泛应用。
将介孔碳作为电极材料,可以提高电极的比表面积和离子传输速度,从而提高储能器件的性能。
结论介孔碳是一种具有高度有序孔道结构的碳材料,其合成方法多样,并且在吸附分离、催化剂载体、电化学储能等领域都有着广泛应用。
通过选择合适的合成方法和调控介孔碳的性质,可以实现对不同应用需求的满足。
未来随着科技的不断发展,介孔碳在更多领域将发挥重要作用,并为解决现实问题提供新思路和解决方案。
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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/亲水相互作用、离子配对或与配键相互作用。
化学反应在模板和碳前躯体中发挥成功合成软模板的关键作用。
由于在过去十年中开展的无机介孔材料的深入研究,[24-27]硬模板法和软模板法被证明是制备具有良好孔道结构和在孔径分布介孔碳最成功的方法。
硬模板法合成介孔碳材料在第二节中阐述,特别注重发展方法论。
软模板法是在第3节中讨论[9,22,28,29]。
多孔碳材料的信息及其他方法可以从最近的相关报道和评论中得到。
介孔碳的化学修饰在第四节中介绍。
2.硬模板法合成介孔碳材料微孔活性炭一直被大量生产,并作为吸附剂用于吸附气体或液体。
然而,合成介孔材料的介孔结构直到20世纪80年代初通过模板法才实现,那时Knox和同事报道用球形固体模板法合成介孔碳[17,18]。
他们的方法包括下面的步骤,这些方法是现在经常使用的硬模板法合成具有良好介孔结构的介孔碳:a)控制介孔结构的硅胶制备,b)浸渍/渗透单体或聚合物的硅模板,c)有机体的交联和碳化,d)分解硅模板。
由于空间一度被主机硅材料占据因此转移到所产生碳材料的空隙中,碳在主机硅胶毛孔中形成连续碳框架。
使用碳前驱体的苯酚乌洛托品的混合物合成刚性介孔碳。
聚合,其次是碳化酚醛树脂在毛孔内产生球形硅胶,然后溶解的硅胶板导致刚性,带有BET表面再400-600m2g-1的球形孔碳材料。
生成碳材料的互补微孔在2500℃温度和惰性气流条件下被石墨化,最后形成的比表面积约为150m2g-1。
用这种方法合成的碳材料后来被商业化命名为―色谱柱‖,石墨,介孔碳球在液相色谱分离中具有独特的数据保存特性[17,18]。
进入研究模板合成多孔碳材料,特别是有序多孔结构材料,继续开拓Knox 的团队Kyotani和其他研究人员合成的多孔碳和用沸石为模板材料合成的高分子材料。
然而,细晶结构的沸石不是复制多孔材料的模板然后分解沸石框架[30-32]。
Kyotani和他的同事制定了两步走的合成方法(化学气相沉积浸渍),成功的合成衍射角2θ=6.26°的X射线微孔碳[33,34]。
由此产生的碳表现出令人惊讶的高比表面积3600m2g-1,微孔体积1.52cm3g-1[34]。
同组还报道β型和L型沸碳材料的模板[35]。
采用沸石为模板合成有序介孔碳材料,模板是具有很大的潜在能量储存装置。
2.1有序介孔碳材料在20世纪90年代中后期人们对合成有序介孔材料很感兴趣,相当多的经验后已经累积了具有孔径均匀和用离子表面活性剂有序结构,嵌段共聚物和作为结构导向剂的中性胺[24,26,27,36,37]。
就我们所知,第一个有序硅孔介孔碳材料是由Wu 和Bein合成出来的[38],研究MCM-41分子筛六方圆柱孔结构的电导性。
然而,第一个自我支持的高度有序介孔碳材料在1999年被报道,当时Ryoo和他的同事合成有序结构的介孔碳材料CMK-1,以硅酸铝作为硬模板制CMK-48[39]。
后三种方法,Hyeon和他的同事报道了以MCM-48为模板和以酚醛树脂为碳前驱体合成有序介孔碳材料SUN-1。
双电层电容SNU-1性能也被评论[40]。
Ryoo的小组在综合开发带立方结构的硅铝酸盐的孔MCM-48[39],用蔗糖溶液和硫酸浸渍。
炭化过程中的酸在温度高达1073-1370℃条件下起催化作用。
最终二氧化硅框架在热氢氧化钠乙醇溶液中被消除。
这种合成过程中产生了立方结构的介孔碳,平均孔径3nm的CKM-1。
CMK- 1氮或氩气的吸附等温线的特点是尖锐的吸附步骤,由于毛细管冷凝在这种统一孔里吸附分子[39,41,42]。
图一显示透射电子显微镜下的CMK-1和相应的X射线衍射图谱。
具有大约9nm晶胞大小周期性介孔碳结构的CMK-1,也就是说,非晶孔分子筛碳材料,微孔孔壁结构[22,39]。
一个有趣的现象CMK-1结构通过MCM-48硅模版(看图一)转型。
CMK-1不是MCM-48有序二氧化硅真正的逆副本;MCM-48是有Ia3d的立方结构,而CMK - 1具有I41 / a的立方结构[43]。
这种结构上的改变是解释在模型上的位移。
或是两个填充MCM-48非空系统互连相对位子的改变,在硅模版后被删除[43]。
图一。
左图:透射电镜有序碳分子筛CMK – 1。
右图:粉末X射线衍射模式的变化过程中的碳分子筛CMK - 1的合成,其二氧化硅模板的MCM - 48。
a)二氧化硅介孔分子筛MCM – 48,b)炭化碳分子筛MCM - 48复合材料,c)CMK - 1解散后的模板。
碳材料用MCM-48为模版和化学气相沉淀方法导致不同的X射线衍射结果。
Ryoo,Terasaki和他的同事报告说,CMK - 4准备使用化学气相沉积法与使用MCM - 48的硅模板显示相同的X射线衍射图谱[43],并且Vix-Guterl和他的同事报告说[44],用化学气相沉积方法生产的碳材料打出的X射线衍射图案类似图1中的样品。
有趣的是,反应前用乙酸乙酯也观察到了CMK-1硅胶材料副本结构变型。
这个副本4.2nm的责令毛孔立方结构,这副本既不像MCM – 48的硅也不是CMK - 1碳[45]。
最近,我们的队伍用MCM-48为模版以中间相沥青作为碳前驱体合成了有序碳―C48‖。
这个C48X射线衍射图与CMK-1谱图相似[46,47]。
高强度导电沥青基碳材料使我们获得第一个使我们获得第一个高分辨率扫描电子显微镜(SEM)对材料图像(图2)。
C48的框架网络由长度为1.5-2nm碳纳米棒互联在三方面,在MCM-48摸板上在三个层面上有一个大约2.5nm互联直径的孔。
根据扫描电镜分析,我们认为结构转型可能造成的结构性收缩,或是所形成的碳介质中间相首选位置在MCM-48孔中进行热处理[46]。
随着碳化较高的结构性收缩允许更高自由度定向碳纳米棒。
采用正硅酸乙酯为前驱体以CMK-1硅副本的形成这种相似的过程可能发生[45]。
然而,Parmentier和他的同事,结果表明除了在这个过程中的温度,炭化过程中存在的蒸汽对MCM-48的稳定性影响很大[48]。
进一步的实验和理论模拟需要澄清这一结构的转型现象。
这是普遍认为的互联,三维多孔结构的模板材料是用硬模板法成功合成多孔碳必不可少的材料。
举个例子,用MCM-41作硅模板不能成功的合成有序介孔碳,其中展品六方安排,一维圆柱孔[49]。
然而,Tian等人成功的合成具有超薄碳纳米线阵列通过微波消解程序引入到有序硅MCM - 41的准备工作,这导致一维圆柱孔在MCM -41硅材料之间互联互通[50]。
这些相互关联的毛孔使人们有可能合成长度为2- 2.4nm自我支持的碳纳米线。
要注意的是,由此产生的碳材料X 射线衍射图案不同于MCM-41模板的图谱,这可能是由于碳化过程中结构收缩。
Lee, Hyeon等人,报告了使用六角形孔硅酸铝(铝- HMS)为模板和酚醛树脂的碳前驱体合成的介孔碳(首尔大学- 2)[49]。
HMS用烷基胺作为主结构导向剂正硅酸乙酯为硅源约3纳米大小均匀的孔和X射线衍射角为2θ=2°的方法合成[36,51]。
铝HMS的治疗产生了铝(三)不改变氯化介孔结构。
首尔大学- 2合成统一孔径大小为2nm,X射线衍射角为2θ=2.18°的碳材料。