多孔碳材料制备和应用
多孔材料的制备及其应用
多孔材料的制备及其应用随着科技的不断发展，多孔材料的研究和应用日益广泛。
多孔材料是指微小孔洞分布于其内部的材料，其孔径和孔隙率可以根据需要进行调节。
多孔材料的制备和应用十分广泛，可以应用于吸附、分离、催化、电池等领域。
本文将对多孔材料的制备方法和应用进行详细介绍。
一、多孔材料的制备方法1. 模板法模板法是一种通过模板控制孔径和形态的方法，其基本原理是在一种稳定的模板中填充或沉积其他材料，使其内部空隙可以形成多孔结构。
常用的模板有硬模板和软模板，硬模板包括有机液晶、多孔硅等；软模板包括柠檬酸、聚氧乙烯、聚丙烯酰胺等。
模板法制备的多孔材料具有孔径分布均匀、形态规则等优点。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种通过溶胶化学反应制备多孔材料的方法。
该方法的基本步骤包括原料与溶剂的混合，吸附反应和凝胶过程。
在反应中，改变溶胶和凝胶过程中的pH值、温度、保温时间等条件，可以调节孔径和孔隙大小。
溶胶-凝胶法制备的多孔材料具有孔径可调、孔隙结构有序等优点。
3. 水热法水热法是一种在高压高温下，通过水热反应制备多孔材料的方法。
水热反应的参数包括反应温度、反应时间、反应溶液pH值等，可以控制孔洞大小和形态。
水热法制备的多孔材料具有结构稳定性好、孔洞形态多样等优点。
4. 氧化铝模板法氧化铝模板法是一种利用氧化铝模板制备多孔材料的方法。
在制备过程中，将制备好的氧化铝模板浸泡在溶液中，使其内部有孔洞和毛细管隙，然后利用电化学沉积等方法将材料沉积在模板中，形成多孔材料。
氧化铝模板法制备的多孔材料具有孔径均匀、孔隙分布有序等优点。
二、多孔材料的应用1. 吸附多孔材料在吸附领域中应用较为广泛。
由于多孔材料具有高比表面积、可调孔径和孔隙结构等特点，可以有效吸附和分离小分子有机物、重金属离子等。
常见的多孔吸附材料有活性炭、分子筛、纳米材料等。
2. 分离多孔材料在分离领域中应用也十分广泛。
由于多孔材料的孔隙大小和分布可以调节，从而可以实现对不同大小的物质的分离。
多孔碳材料的制备及其储能性能研究
多孔碳材料的制备及其储能性能研究随着能源危机的加剧，储能技术成为解决环境和能源问题的一项关键技术。
多孔碳材料因其优异的电化学性能而成为超级电容器、锂离子电池、燃料电池等储能器件的重要材料。
本文将介绍多孔碳材料制备方法和储能性能研究进展。
1. 多孔碳材料制备方法多孔碳材料的制备方法包括模板法、碳化物法、水热法、物理气相沉积法等。
其中模板法得到的多孔碳材料具有孔径分布均匀、孔径大小可调、孔壁光滑等优点。
碳化物法制备的多孔碳材料具有高比表面积和丰富的孔洞结构。
水热法可以制备出纳米级多孔碳材料，具有较高的电容性能。
2. 多孔碳材料的储能性能研究进展多孔碳材料的电容性能受孔径大小、孔隙度和孔道结构等多种因素影响。
近年来，研究人员通过控制碳材料的孔径、孔隙度和孔道结构等因素，进一步提高了多孔碳材料的储能性能。
（1）孔径大小对储能性能的影响理论上，孔径越小，电容越大。
实际研究发现，孔径在1~10 nm的多孔碳材料具有优异的电容性能。
当孔径小于1 nm时，电容反而降低。
这是因为孔径过小时，电解液中离子难以进入孔道内部，导致电容降低。
（2）孔隙度对储能性能的影响孔隙度是指多孔碳材料的空隙占比。
一般来说，孔隙度越高，电容越大。
然而，孔隙度过高会导致电容下降。
这是因为孔道结构过于分散，导致离子传输困难，影响电容性能。
（3）孔道结构对储能性能的影响多孔碳材料的孔道结构包括直孔、弯曲孔、分支孔等。
研究表明，弯曲孔和分支孔有利于离子传输，提高了多孔碳材料的储能性能。
3. 多孔碳材料未来研究方向多孔碳材料的制备和储能性能研究在过去几十年里得到了飞速发展。
未来，需要进一步探究多孔碳材料的制备新方法、孔道结构调控机制、化学修饰等，提高多孔碳材料的储能性能。
同时，多孔碳材料在储能器件中的应用仍需加强探索，拓宽多孔碳材料的应用领域。
4. 结论多孔碳材料制备方法多种多样，不同制备方法得到的多孔碳材料具有不同的孔径大小、孔隙度和孔道结构等，影响了其储能性能。
多孔碳材料的制备与表征
多孔碳材料的制备与表征多孔碳材料是一种优异的材料，具有广泛的应用前景。
它的制备和表征是一个非常重要的研究方向。
近年来，随着科技的不断发展，人们对多孔碳材料的研究越来越深入，不断出现了许多新颖的制备方法和表征技术。
本文将对多孔碳材料的制备和表征做一个简要的介绍。
一、多孔碳材料的制备1. 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种制备多孔碳材料的常用方法。
它的原理是将有机气体加热至高温，然后通过气相反应得到多孔碳材料。
化学气相沉积法制备多孔碳材料具有效率高、操作简便等优点，但其制备出的多孔碳材料孔径分布较窄，对于较大孔径的多孔碳材料制备效果不理想。
2. 盐模板法盐模板法是一种常用的制备多孔碳材料的方法，其原理是将一定量的盐溶液涂在碳材料表面，待其干燥后在高温下烧蚀掉盐晶体，得到多孔碳材料。
盐模板法制备多孔碳材料具有孔径分布范围广、制备过程简单等特点，但对于一些具有特殊形貌的多孔碳材料制备效果不理想。
3. 滴定凝胶法滴定凝胶法是一种实验室常用的制备多孔碳材料的方法。
其原理是先将一种含碳前驱体溶解在溶剂中，再加入一种特殊的凝胶剂，使其形成凝胶。
凝胶在低温下煅烧，即可得到多孔碳材料。
滴定凝胶法制备多孔碳材料具有操作简单、适用于各种形貌的多孔碳材料等优点，但对于制备孔径较大的多孔碳材料不适用。
二、多孔碳材料的表征1. 扫描电子显微镜（SEM）扫描电子显微镜是一种常用的多孔碳材料表征技术。
它通过束缚电子的反射、散射和吸收等现象来获得样品表面形貌信息。
SEM能够反映多孔碳材料的孔洞分布、孔径大小和孔道连通性等信息。
2. 红外光谱（FTIR）红外光谱是一种常用的多孔碳材料表征技术。
它通过检测多孔碳材料的红外吸收谱来推测样品的化学结构。
FTIR能够反映多孔碳材料中的羟基、羰基和酯基等官能团。
3. 压汞法压汞法是一种常用的多孔碳材料表征技术。
它通过测定压力变化来分析样品中的孔隙结构。
压汞法能够反映多孔碳材料的孔径大小、孔容和孔隙度等信息。
多孔碳材料的研究进展课件(一)
多孔碳材料的研究进展课件(一)多孔碳材料是一种新型的碳材料，拥有开发多个孔隙的特殊结构，使其具有很强的吸附能力、催化活性和导电性，因此在环境治理、化学催化、能源存储等方面具有广阔的应用前景。
本课件将对多孔碳材料的研究进展进行详细介绍。
一、多孔碳材料的分类根据孔径大小和形态分布，多孔碳材料可以分为以下几类：1. 微孔碳材料：亚纳米尺寸级别的孔隙大小只有2~3nm，内部结构紧密，表面积相对较小，通常用于气体分离和储存。
2. 中孔碳材料：孔隙大小在10~100nm范围内，内部结构相对疏散，表面积比微孔碳高，通常用于固体催化反应、吸附和分离。
3. 大孔碳材料：孔隙大小超过100nm，内部结构疏松，表面积相对较小，通常用于电池电解介质或者储存电能。
二、多孔碳材料的制备方法制备多孔碳材料的方法多种多样，常见的包括物理法、化学法、物理化学法及其衍生方法等。
常见的方法有：1. 碳化法：根据原料不同制备出不同的多孔碳材料，常用的原料包括聚苯乙烯、酚醛树脂等。
2. 模板法：通过选择合适的模板材料和模板剂，制备出拥有多种孔径、孔隙结构或者表面形貌的多孔碳材料。
3. 化学法：通过选择合适的前驱体，利用典型的化学反应制备出多孔碳材料，如硫酸葡萄糖法，等离子体刻蚀法等。
三、多孔碳材料的应用1. 环境治理：多孔碳材料可以通过吸附和分解有机物等方式，起到净化环境的作用。
2. 化学催化：多孔碳材料的催化效果具有很大优势，可用于催化剂的制备、有机合成、电化学催化等方面。
3. 能源存储：多孔碳材料作为电容器或储能材料可以用于电源和超级电容器等方面。
四、结语多孔碳材料的研究进展一直是碳材料研究的热点和重点。
我们相信，在未来的科技研究中，多孔碳材料将会继续得到广泛关注和应用。
多孔炭材料造孔方法
多孔炭材料造孔方法多孔炭材料是一种应用非常广泛的材料，其具有高比表面积、可调孔径、高稳定性等特点，因此在能源、环保、催化等领域都有着广泛的应用。
而多孔炭材料的制备方法也是非常复杂多样的，本文将介绍几种常见的多孔炭材料造孔方法。
1. 化学气相沉积法化学气相沉积法（CVD）是一种利用气态物质在高温和低压下分解和沉积在基体表面的方法。
通过使用不同的前驱体和反应条件，可以制备具有不同孔径和孔型的多孔炭材料。
CVD法主要适用于制备高温下稳定的多孔炭材料。
2. 碳化法碳化法是一种通过在高温下热处理碳源来制备多孔炭材料的方法。
碳源可以是天然材料如木材、植物、煤等，也可以是碳化合物如聚丙烯、聚苯乙烯等。
在高温下，碳源会发生碳化反应，形成多孔碳材料。
碳化法制备的多孔炭材料具有较高的孔隙度和比表面积。
3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种通过水解和缩合反应形成凝胶，再通过高温处理制备多孔炭材料的方法。
在溶胶-凝胶法中，有机或无机前驱体通常被溶解在溶剂中形成溶胶，并经过水解、缩合反应形成凝胶。
经过干燥和高温处理后，凝胶转化为多孔炭材料。
溶胶-凝胶法制备的多孔炭材料具有高度可调的孔径和孔型，并且具有较高的比表面积。
4. 模板法模板法是一种通过有机或无机模板来制备多孔炭材料的方法。
模板可以是聚合物、天然有机物、金属或无机颗粒等。
在模板法中，模板先和碳源混合，然后经过炭化或碳化过程来去除模板，形成多孔炭材料。
模板法制备的多孔炭材料具有可调的孔径和孔型，并且可以制备出复杂的孔道结构。
综上所述，多孔炭材料的制备方法非常多样化，每种方法都有其优点和适用范围。
在实际应用中，需要根据具体需求选择最适合的制备方法来制备高质量的多孔炭材料。
煤沥青基多孔碳的制备及其储能应用研究
煤沥青基多孔碳的制备及其储能应用研究煤沥青基多孔碳的制备及其储能应用研究引言：近年来，能源储存领域的发展迅速，储能技术扮演着重要的角色。
特别是碳材料，由于其丰富的资源、优异的化学和物理特性，被广泛应用于电化学储能。
尤其是煤沥青基多孔碳材料因其在电容器、超级电容器、锂离子电池等储能设备中的广泛应用而备受关注。
本文将对煤沥青基多孔碳的制备方法、储能性能以及应用研究进行综述，并展望其未来发展方向。
一、煤沥青基多孔碳的制备方法煤沥青作为一种常见可再生资源，其廉价、丰富可再生性使其成为制备多孔碳材料的理想原料之一。
目前，煤沥青基多孔碳的制备方法主要包括碱溶液活化法、物理模板法及化学气相沉积法等。
碱溶液活化法通过在煤沥青中添加碱性活化剂，在高温下进行活化反应，利用煤沥青的炭化性质生成多孔结构的碳材料。
物理模板法则先制备出模板材料，如硅胶、纳米材料等，再利用煤沥青与模板材料的复合与炭化过程形成多孔结构。
化学气相沉积法则通过将煤沥青蒸发成气体并与化学气相反应生成高表面积的多孔碳。
不同的制备方法有其各自的优势与适用范围，需要根据具体需求选择合适的方法。
二、煤沥青基多孔碳的储能性能研究1. 电容性能：煤沥青基多孔碳材料具有高比表面积和孔隙度的特点，可提供大量的有效活性材料表面用于储能。
多孔结构增加了阳离子的扩散速率，提高了电容性能。
研究表明，碳材料的比表面积和孔隙度与电容性能具有正相关关系。
2. 锂离子电池性能：煤沥青基多孔碳材料具有较高的导电性和储锂能力，可作为锂离子电池负极材料。
研究发现，碳材料的孔隙结构对锂离子扩散速率和电池循环性能有着重要影响。
多孔结构有利于锂离子在材料内部的嵌入和脱嵌，提高了电池性能。
3. 超级电容器性能：煤沥青基多孔碳材料具有优异的电导率和快速充放电特性，可用于制备超级电容器。
研究表明，碳材料的孔隙结构和导电性对超级电容器性能至关重要。
多孔结构能够提供更多的储能空间和更短的离子传输路径，从而提高超级电容器的能量密度和功率密度。
多孔碳作为锂离子电池负极材料的制备和性能优化研究
多孔碳作为锂离子电池负极材料的制备和性能优化研究随着人们对高性能电池需求的不断提高，多孔碳作为一种优良的电极材料正受到广泛关注。
多孔碳具有高比表面积、优良的电导率和较高的化学稳定性等特点，能够提高锂离子电池的储能效率和寿命。
在本文中，我们将介绍多孔碳作为锂离子电池负极材料的制备和性能优化研究。
一、多孔碳制备方法多孔碳通常通过两种方法制备，即物理法和化学法。
物理法主要包括模板法、溶胶凝胶法和垂直石墨化法等；化学法主要包括化学气相沉积法、炭化法、碳化氢反应法等。
以模板法为例，将硬模板（如聚氯乙烯、聚苯乙烯等）浸泡在预先制备好的活性炭浆料中，待干燥后在高温条件下炭化内部聚合物，再通过HF酸蚀去除硬模板即可制备得到多孔碳材料。
模板法制备的多孔碳具有较高的孔隙度和孔径可调性，可以根据需求调节孔径大小和孔隙形貌。
二、多孔碳性能优化研究多孔碳作为锂离子电池的负极材料，其储能性能主要表现为比容量、循环稳定性和电导率。
因此，优化多孔碳的孔隙结构和表面化学特性，是提高其储能性能的关键。
1、孔隙结构优化多孔碳的孔隙结构包括孔隙大小和分布、孔隙形状和孔隙互联性等。
孔隙结构对多孔碳的电化学储能性能具有至关重要的作用。
孔隙结构优化的方法主要包括模板法、碳化法和气凝胶法等。
其中，模板法制备的多孔碳具有孔径大小可调性和孔隙度高等优点，适合用于锂离子电池负极材料的制备。
2、表面化学特性优化多孔碳表面化学特性可以通过表面官能团的调控来实现。
氧化性表面官能团、氮化性表面官能团和硫化性表面官能团对多孔碳的储能表现具有不同的影响。
研究表明，氮掺杂多孔碳将表面氧化物还原为非氧化物，有效提高了多孔碳的电化学储能性能。
三、多孔碳在锂离子电池中应用多孔碳作为材料应用于锂离子电池的负极材料中已经得到了广泛的研究。
多孔碳具有高电容和较好的循环稳定性，能够有效地提高锂离子电池的储能效率和寿命。
多孔碳负极材料的性能和结构特性对锂离子电池的储能性能产生了显著影响。
沥青基多孔碳材料及其制备方法、硅碳负极材料及二次电池
沥青基多孔碳材料及其制备方法、硅碳负极材料及二次电池- 沥青基多孔碳材料是一种由沥青作为碳源制备的多孔碳材料。
沥青本身具有丰富的碳含量和高分子结构，可以通过热解、活化、碳化等方法制备多孔碳材料。
多孔结构可以提供更多的表面积和孔隙，有利于电池材料的电化学反应和电荷传输。
- 制备沥青基多孔碳材料的方法包括热解碳化法、化学活化法和物理活化法等。
其中，热解碳化法通过在高温下加热沥青，使其发生热解反应生成碳，并在碳化过程中形成多孔结构。
化学活化法则是通过在碳化前后使用化学活化剂，如氢氟酸、磷酸等，来改变材料的孔隙结构和表面性质。
物理活化法通过在碳化过程中施加一定的物理活化条件，如高压、高温、活性气体等，来形成多孔结构。
- 硅碳负极材料是一种由硅和碳组成的复合材料，用于二次电池的负极。
硅具有高容量和良好的电子导电性能，可以提高负极材料的比容量和循环稳定性。
但硅的体积膨胀和收缩过程中容易产生表面剥落、颗粒粉化等问题，导致材料损失和电池性能下降。
碳作为硅的包裹材料，可以缓解这些问题，同时保持硅的优良性能。
- 制备硅碳负极材料的方法包括机械混合法、溶液浸渍法和化学气相沉积法等。
机械混合法通过将硅和碳材料进行机械混合和球磨，形成硅颗粒被碳包裹的复合材料。
溶液浸渍法则是将硅材料溶解在溶液中，然后浸渍到碳材料上，并通过热处理将其结合。
化学气相沉积法利用化学反应在碳材料表面沉积硅材料，并形成硅碳复合材料。
- 硅碳负极材料在二次电池中具有广泛应用，如锂离子电池和钠离子电池等。
其中，硅碳负极材料在锂离子电池中得到了广泛研究和应用，可以大幅提高锂离子电池的比容量和循环寿命。
通过优化硅和碳的配比、制备方法和电池结构等方面，可以进一步提高硅碳负极材料的电池性能。
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摘要 离子液体因为具有绿色环保、不易挥发、稳定性高以及结构设计性强等特点，最几年在合成碳材料中的应用引起了人们的广泛关注[1]。且因多孔碳材料质量轻，法及其相关表征。稳定性好，耐高温，耐酸碱，无毒性，吸附性好等优点而在多领域中被广泛应用。本文主要介绍的是以PEI(聚醚酰亚胺Polyetherimide)为原料制备离子液体前驱体并制得碳材料的方法。首先通过向原材料PEI中加入溴乙腈(BrCH2CN)制备离子液体前驱体，向得到的离子液体前驱体中加入二氰胺银[AgN(CN)2]进行阴离子交换反应，最后通过活化法得到多孔碳材料。这种方法的最大优点是有较高的碳产率。 关键词：离子液体、阴离子交换法、多孔碳材料 Abstract
In recent years，the application of ionic liquid in the synthesis of carbon materials has aroused extensive attention because of its features, such as green, less volatile, high stability and structural design of characters. And because the porous carbon material with light weight, good stability, high temperature resistance, acid and alkali resistant, non-toxic and good adsorption, it has been used in many fields. This paper mainly introduces the PEI (Polyetherimide) prepared for ionic liquid precursors, methods of carbon materials and related characterization. First by PEI of raw materials to join bromoacetonitrile (BrCH2CN) of ionic liquid precursor preparation, obtained by ionic liquid precursor to join dicyanamide silver [AgN (CN) 2] by anion exchange reaction, the activation method of porous carbon materials. The greatest advantage of this method is that there is a high carbon yield.
Keywords: Ionic liquid, anion exchange, porous carbon material. 前言
近年来多孔碳材料成为一种新型的快速发展起来的新型材料体系， 在各个领域中的应用得到了广泛地关注，特别是在能源相关领域的应用。多孔材料因为结构上具有较高的孔隙 率而具有一些相应的优异性能。多孔材料分为多孔金属材料（也就是所谓的泡沫金属）、非金属多孔材料（包括多孔陶瓷材料、多孔碳材料、多泡玻璃等）[2]。因为多孔材料孔道排列规则且孔道尺寸可以调节控制的优点，大比表面积和大的吸附量，它在大分子催化，吸附及分离，纳米材料组装等众多领域中具有较为宽泛的应用前景。 众多的多孔材料中，多孔碳材料由于具有成本低、质量轻、无毒害、表面化学惰性、耐高温耐酸碱、高机械稳定性、良好的导电性、吸附性以及大的比表面积和孔体积等特点，在CO2吸附、储氢、催化以及燃料电池与电化学双电层电容器等领域显示出巨大的应用潜力而备受各界关注。各种各样的碳材料被不断的发现，其中包括碳纳米管、碳气凝胶、玻璃碳以及比表面积活性碳等，最近几年来，碳纳米管、碳气凝胶、活性碳受到众多研究者的青睐。这些碳材料均属于多孔碳材料的范围。 传统上，这些材料通过低蒸汽压力或天然的合成聚合物的碳化合成。然而，由于聚合物有限的溶解度和复杂的合成，通过聚合物碳化的相关程序是复杂并且费时的。近年来，离子液体（ILS），由完全的阳离子和阴离子，已成为一个碳前躯体家庭的新成员。这种新的碳材料前躯体------离子液体，受到大众的广泛关注，离子液体，也被称为低温熔融盐，一般由有机阳离子和无机阴离子组成且在低温（＜100℃）下呈液态。离子液体具有很多优异的性质，如良好的化学定性和热稳定性、较低的熔点、高的离子导电性、良好的溶解性、可忽略的蒸气压、优异的加工性以及较强的结构设计性等[3]。 以离子液体作为形成多孔碳材料的前驱体制备出高比表面积的碳材料在近年也开始发展起来。经过恰当的分子设计和组合，离子液体和聚离子液体都可以被用来直接或间接制备各种碳材料及相关纳米杂化催化材料并拥有广泛的应用前景。 随着科学技术与工业生产的高速发展，我们需要在研究多孔碳材料的道路上作出更多的努力，作出比表面积更大，性能更优异的多孔碳材料。 第一章 绪论 1.1多孔碳材料简介 1.1.1多孔碳材料概念 多孔碳材料是指具有不通孔结构的碳素材料，它们孔的尺寸从具有相当于分子大小的纳米级超细微孔到可以适用于微生物增殖及活动的微米级细孔。多孔碳材料作为一种新的材料，具有耐高温、耐强酸强碱、导电、传热的众多优点。各种各样形态的活性炭是这种材料及其典型的例子，在气体吸附，光电磁，燃料电池，双层电容器等多个领域多个范围都得到了广泛 地应用。 1.1.2多孔碳材料的分类 依据国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC 1972）的规定，根据孔道尺寸大小可以将多孔碳材料分为以下几类：微孔（D<2nm）,中孔也称为介孔（2nm50nm）。
表1-1 多孔材料分类举例 种类 孔径范围 举例 微孔碳材料 以小于2nm的微孔为主 沸石、分子筛、活性炭 中孔碳材料 以2-50nm的中孔为主 气溶胶、层状黏土、MCM-41 大孔碳材料 以大于50nm的大孔为主 多孔玻璃
从孔道是否闭合可分为：交联孔、通孔、闭孔、盲孔；从孔道形状上可以分为：裂缝孔、锥形孔、筒形孔、球形、孔及裂缝等。
图 1-1孔的类型 图1-2 孔的形状 图1-3 孔径的分类 但实际上，仅仅从微观形貌或微观尺寸上划分多孔碳并不能代表它们实际的使用性能。它还受到其它诸多因素的影响，例如比表面积、孔容，孔径，孔的分布以及表面的官能团等。其中比表面积和孔容是影响最显著的因素。通常情况下，多孔碳材料的比表面积越大，孔容越大，那么它的吸附能力越强。但是，在实际的吸附中吸附质的颗粒大小不同，种类也不相同，化学特性之间的差异也比较大，因而吸附量的大小又与多孔碳材料孔径的尺寸及分布有关联[4]。各种类型的孔的吸附机理随着孔径的不同会有相应的变化，在材料中尺寸大于50nm的大孔作为吸附质分子及基团的通径，通过大孔吸附质分子得以进入吸附表面。这些通径是否畅通影响着吸附质分子的吸附速度。而中孔结构不仅起着吸附通径的作用同时会在相对的吸附压力下发生毛细凝结现象，使不能进入为空的分子被吸附在这里。多孔碳中微孔起着最重要的作用，这主要是由于它巨大的比表面积，它对多孔碳材料的吸附量起着重要的支配作用。因此，在制备过程中有效控制多孔碳材料的孔径以及孔分布将要成为新型炭材料研究的一个重要走向趋势。
1.2多孔碳材料的制备方法 1.2.1活化法 这种方法是制备多孔碳材料最传统的一种方法，这种方法制备出来的碳材料多为无序多孔碳材料，且孔的形状和孔径的尺寸不好控制。活化法包括（1）物理活化法------利用气体介质对原材料进行活化、化学活化法------通过化学试剂对原料进行活化成孔、化学-物理活化法-----先利用化学活化再利用物理法进一步扩大孔径；（2）可炭化和热解的高分子聚合物混合炭化：用两种热稳定程度不同的聚合物均匀混合后，若形成相分离结构则在进行热处理时，热稳定性差的聚合物完全分解成气相产物溢出，在热稳定性高的聚合物形成的碳前躯体或最终产物中留下孔结构[5]；（3）铸型碳化法：指以无机多孔物质做铸型，含碳的有机物作为碳前躯体，通过一定的手段将碳的前驱体引入铸型，碳化铸型中的有机物，并通过一定方法去除铸型得到多孔碳材料[6]；（4）碳前驱体的催化活化:一般在ZnCl2或CeO2等固体金属盐类催化剂上完成活化，金属原子可以选择性气化结晶性较高的碳原子，从而将微孔扩大为介孔，同时，气化产物向外表面的扩散也会增大最终材料的孔性[6]。 1.2.2模板法 通过模板法制备出的多孔碳材料具有优异的结构可控性，这使得多孔炭的制备多了新的途径。模板法制备多孔碳材料的方法包括（1）软模板法：碳前驱体与软模板（表面活性剂）相互作用自行组装→碳前驱体碳化;（2）硬模板法：碳前驱体的合成→无机模板的碳化→无机模板的去除；合成方法为（3）双模板法：硬模板控制碳材料形貌以及大孔的形成，软模板控制有序孔孔道的形成[8]； 1.3离子液体的简介 离子液体（ILS）是指一类完全由离子组成的液体，是在室温或室温附近温度下呈现出液体状态的盐，在组成上，离子液体与人们概念中的“盐”相近，而其熔点通常又低于室温，因而也被称作“室温熔融盐”。目前人们所使用的离子液体大多数在室温下就呈液态，故也称 为室温离子液体。它是从传统的高温熔融盐演变而来的，但与一般的离子化合物有着非常不同的性质和行为，最大的区别在于一般离子化合物只有在高温状态下才能变成液态，而离子液体在室温附近很大的温度范围内均为液态，最低凝固点可达-96℃[9]。 离子液体有富含碳的性质，加上他们不同的阳离子与阴离子的组合，有低波动率和高的热稳定性的优良性能，不仅大大简化了整个炭化过程中，也可以产生有吸引力的功能炭，不同于那些使用传统的聚合物碳前驱体，如有非常高含氮量和电导率。 离子液体具有诸多的优点使它成为碳前躯体的候选人，如：（1）由于内在库伦力相互作用构成的可忽略的蒸汽压以及高的稳定性，降低分解过程的质量损失；（2）相比于小分子前驱体具有有限的溶解度和复杂的过程相比，离子液体作为前躯体简化了碳化的过程并降低了时间与成本；（3）含有氮的离子液体可以在没有掺杂剂的前提下将碳、氮均匀的分布 （4）在环境条件下的液体状态有利于生产无缝连续的碳膜；（5）极性的前体和无机材料的极性表面之间的相互作用，可能有助成功制造先进的碳材料，如中空多孔碳或氮掺杂的碳涂层材料；（6）离子液体的结构多样性提供了方便以及可以控制分子水平上的碳材料的结构和性质更多可能性[10]。