介孔碳材料的合成及应用分析研究
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。
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。
《2024年新型多孔碳材料的合成与应用研究》范文
《新型多孔碳材料的合成与应用研究》篇一一、引言随着环境保护和可持续发展的重要性日益凸显，新型多孔碳材料作为一种高效、环保的吸附和分离材料，逐渐成为了科研领域的热点。
这种材料具有独特的孔结构、高的比表面积和良好的化学稳定性，广泛应用于能源存储、环境治理、催化剂载体等领域。
本文将详细介绍新型多孔碳材料的合成方法、结构特性及其在各领域的应用研究。
二、新型多孔碳材料的合成方法1. 物理法物理法主要是通过高温炭化或物理活化法等手段合成多孔碳材料。
该方法主要优点是过程简单、成本低，但合成出的多孔碳材料孔径分布较宽，比表面积相对较小。
2. 化学法化学法主要包括模板法、溶胶凝胶法等。
这些方法能够制备出孔径分布窄、比表面积大的多孔碳材料。
其中，模板法是利用模板剂的引导作用，制备出具有特定形状和尺寸的多孔碳材料。
三、新型多孔碳材料的结构特性新型多孔碳材料具有以下特点：1. 高的比表面积：多孔碳材料具有丰富的孔隙结构，从而具有较高的比表面积，有利于吸附和分离等应用。
2. 可调的孔径分布：通过调整合成过程中的条件，可以制备出不同孔径分布的多孔碳材料，以满足不同应用的需求。
3. 良好的化学稳定性：多孔碳材料具有良好的耐酸碱、耐高温等特性，使其在恶劣环境下仍能保持良好的性能。
四、新型多孔碳材料的应用研究1. 能源存储领域新型多孔碳材料作为锂电池、超级电容器等能源存储设备的电极材料，具有优异的电化学性能。
其高的比表面积和良好的导电性，使得电极材料能够充分接触电解质，提高电化学性能。
2. 环境治理领域多孔碳材料对有机污染物、重金属离子等具有良好的吸附性能，可用于废水处理、空气净化等领域。
此外，其优良的再生性能和可循环使用特点，降低了环境治理成本。
3. 催化剂载体多孔碳材料可作为催化剂载体，提高催化剂的分散性和稳定性。
同时，其独特的孔结构有利于反应物的扩散和传输，提高催化反应效率。
五、结论与展望新型多孔碳材料凭借其独特的结构和优良的性能，在能源存储、环境治理、催化剂载体等领域展现出广阔的应用前景。
以模板法制备介孔碳及其性能研究
从近 于分子级别 的纳米尺度来设 计并控 制聚合物前驱 体结构的有效方法 ， 通过 采用特殊 的炭化 过程 使这种 微观结 构得 以保存 并发生炭 化反应 ， 从
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清华大学 核能与新能 源技 术研究院 北京市精 细陶瓷重点实 验室 北京 １。 Ｏ。
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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。
介孔材料的制备和催化性能研究
介孔材料的制备和催化性能研究介孔材料是一种具有特殊孔径大小和分布的材料，通常具有孔径大小在2-50nm之间。
由于其特殊的结构和孔径大小，使得介孔材料在多种领域具有广泛的应用，如催化、吸附、分离、光催化、药物控释等等。
因此，介孔材料的制备和催化性能研究备受关注。
介孔材料的制备通常涉及到两大类方法：“硬模板法”和“软模板法”。
硬模板法利用介孔材料的复杂结构，如生物体系、纳米颗粒等，作为模板来制备介孔材料；而软模板法则利用特定的有机或无机分子作为模板，来在介孔材料中形成孔道和孔径大小的控制。
这两种方法各有优缺点，具体选择应根据所需应用的特性来确定。
在硬模板法中，氧化硅和碳材料是两种常用的模板。
氧化硅模板法通常采用溶胶-凝胶法来控制孔径和孔道大小，而碳材料模板法通常采用碳化小球和天然木材等多孔碳材料为模板，制备具有不同孔径和孔道大小的介孔材料。
软模板法则分为有机模板法和无机模板法。
有机模板法通常采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）等正离子表面活性剂作为结构模板，形成具有不同形貌和孔径大小的介孔材料。
无机模板法则通常采用硅烷或钛源等作为模板，通过控制水胶比、沉淀速率和掺杂等参数，制备具有不同孔径和孔道大小的介孔材料。
除了制备方法外，介孔材料的结构特点和形貌也直接影响着其催化性能。
介孔材料在催化反应中通常发挥着担载剂的作用，通过其特殊的孔道结构来控制反应物分子在内部的扩散和反应的速率和选择性。
因此，介孔材料的催化性能往往与孔径大小、孔道结构和形貌等密切相关。
近年来，各种介孔催化剂的开发和研究已成为研究者们的热门课题之一。
以介孔氧化硅为催化剂为例，其表面亲疏水性、孔径大小和孔道结构的变化都能对催化性能产生显著影响。
近年来，还有一些新型介孔材料被开发出来，如介孔氧化铝、介孔硅酸盐、介孔碳材料等，它们具有更为丰富的结构和功能，有望在催化和其他领域中得到广泛应用。
总之，介孔材料具有广泛的应用前景和研究价值，其制备和催化性能的研究将对催化过程的优化和相关领域的发展产生积极的影响。
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。
介孔碳材料的合成及应用
介孔碳材料是一种具有高比表面积、大孔径和有序介孔结构的新型碳材料，具有广泛的应用前景。
下面是介孔碳材料的合成及应用的一些方面：
合成方法：
1.软模板法：利用表面活性剂分子自组装形成的胶束作为模板，通
过前驱体在模板周围的聚合和碳化，形成介孔碳材料。
2.硬模板法：使用具有有序介孔结构的物质（如二氧化硅、氧化铝
等）作为模板，通过前驱体在模板中的填充和碳化，得到介孔碳材料。
3.直接碳化法：将有机物前驱体直接碳化，通过控制反应条件和催
化剂的选择，可以得到具有介孔结构的碳材料。
应用领域：
1.催化剂载体：介孔碳材料具有高比表面积和有序的介孔结构，可
以作为催化剂载体，提高催化剂的活性和选择性。
2.吸附分离：介孔碳材料的大孔径和高比表面积使其在吸附分离方
面具有良好的应用前景，如气体吸附、液体吸附和膜分离等。
3.电极材料：介孔碳材料可以作为电极材料用于超级电容器、锂离
子电池等储能设备，提高其能量密度和循环寿命。
4.药物传递：介孔碳材料的有序介孔结构可以作为药物载体，实现
药物的可控释放和靶向输送。
5.环保领域：介孔碳材料可以用于水处理、空气净化和土壤修复等
环保领域，吸附有害物质。
功能化介孔碳的制备及在吸附领域的研究进展
的介 孑 Ｌ 硅 材 料 不 同 。介 孔 碳 材 料 由于 孔 容 存 贮 高、 表面凝 缩特性优 良、 吸附能力 强 、 热 稳 定 性 和 化学稳 定性高 、 导 电能 力 好 等 特 点 ， 在催化 、 吸 附 分离 、 能 量 储 存 以及 纳 米 电 子 器 件 制 造 等 方 面 都 有广 泛 的应 用前 景 ， 因此 ， 介 孔 碳 材 料 一 经 诞 生 就 引 起 了 国际 学 术 界 的 高 度 关 注 和 重 视 ， 得 到 了 迅猛发展 ， 并 成 为 近 年 来 的研 究 热 点 。 利用介 孔氧化 硅作为 模板合 成多孔碳 材料 ， 不仅是 介孑 Ｌ 氧化硅 材料 的一个新应 用 ， 也 为 制 造 有序的多孑 Ｌ 碳 材 料 提 供 了一 个 有 效 的方 法 。１ ９ ９ ９
还 有 沥青 和丙 烯腈 等 易来自石 墨化 的碳 源 。杨海 峰 等
介 孔形状 多 样 ， 孑 Ｌ 壁组成 和性 质 可调 控 ： 通 过 优 化 合 成 条 件 可 以得 到 高 热 稳 定 性 和 水 热 稳 定 性 。
介孔碳 材料是一 类新 型的纳米材 料 ． 与 常 见
［ ５ １ 采用煤 沥 青作 为碳前 驱体 、 低温 合成 具 有石 墨
Ｖｏ １ ． ４ ４ Ｎｏ ． ３ （ ２ ０ １ ３ ）
等 用 间 苯 二 酚 和 甲 醛 作 为 碳 源 、 两 嵌 段 共 聚 物 聚苯乙烯一 聚（ ４ 一 乙烯 基 吡 啶 ） （ Ｐ Ｓ — Ｐ ４ Ｖ Ｐ ） 为 结 构 导 向剂 ， 采 用 溶 剂挥 发诱 导 Ｐ Ｓ — Ｐ ４ Ｖ Ｐ组 装 形 成 有 序的二维结 构 ， 最 后 通 过 熏 蒸 甲醛 以交 联 问 苯 二
有序介孔碳cmk-3的合成和表征
有序介孔碳cmk-3的合成和表征有序介孔碳（Ordered Mesoporous Carbon）是一种具有规则有序孔道结构和高比表面积的碳材料。
它在吸附分离、催化和电化学领域具有广泛的应用潜力。
其中，CMK-3是一种常用的有序介孔碳材料。
本文将介绍CMK-3的合成方法以及对其的基本表征。
CMK-3的合成方法主要分为模板法和非模板法两种。
模板法是通过使用表面活性剂或有机分子作为模板，然后将其包裹在碳前体材料周围，并通过模板转移法将其转化为CMK-3的方法。
非模板法则是通过直接炭化碳前体材料制备CMK-3。
以模板法为例，通常使用硅胶球体作为前驱体，其尺寸从纳米到微米不等。
首先，将硅胶球体与表面活性剂（如十六烷基三甲基溴化铵）混合在溶剂中，并在一定的温度和时间下充分搅拌。
然后，将混合物烘干，并在高温下煅烧，以获得有序排列的硅胶珠。
接下来，将硅胶珠浸泡在碳源溶液中，如葡萄糖或蔗糖。
随后，将混合物转移到高温炉中，在惰性气氛下进行炭化反应。
最后，通过浸泡在浓盐酸溶液中，溶解硅胶珠，得到有序介孔碳CMK-3。
对CMK-3进行表征时，常用的方法包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和比表面积分析等。
XRD是一种常用的物相分析方法，可以确定CMK-3中的结晶相和晶格参数。
CMK-3通常呈现出强烈的（001）峰，表示排列有序的孔道结构。
此外，XRD还可以用来估算晶格常数和孔径尺寸。
SEM和TEM则用于观察CMK-3的表面形貌和孔道结构。
SEM图像可以显示出样品的整体形貌和表面特征，而TEM图像则可以展示出CMK-3内部的微观结构和孔道排布。
从TEM图像中，可以观察到有序排列的孔道和均匀的介孔结构。
比表面积分析包括比表面积测定和孔径分布测定。
通常使用比表面积测定方法，如氮气吸附-脱附法（BET）测定CMK-3的比表面积。
由于CMK-3具有高度有序的孔道结构，因此具有大的比表面积。
介孔碳cmk3
介孔碳cmk3介孔碳是指孔隙直径大于2纳米，小于50纳米的一种碳材料。
它具有高表面积、规则的孔道结构、优良的物理化学性质和独特的应用性能。
介孔碳材料具有丰富的催化、吸附、分离、能量存储和传输等应用领域，因此在化学、材料、环境等领域研究中得到了广泛的应用。
CMK3是一种介孔碳材料，由于它具有孔隙分布均匀、孔径大小可控、稳态性能良好等优点，被广泛用于电容器、电催化、分离膜等领域。
本文将对CMK3介孔碳的制备、表征、应用以及未来发展进行系统的介绍。
1. 制备方法CMK3介孔碳材料的制备方法比较多样。
传统的制备方法一般是硬模板法、软模板法和自组装法。
硬模板法是一种使用介孔模板材料制备介孔碳材料的方法，常用的模板材料包括SiO2、Al2O3、MgO等，通过与模板材料有机物预聚体的反应，形成孔道结构。
制备过程中，需要对模板材料进行去除，以保证介孔碳材料的孔道结构得到保留。
另外，软模板法则是改进的硬模板法，采用液态模板材料，常用的模板材料包括嵌段共聚物等，制备方法繁琐，但可以制备出更规则的孔道结构。
自组装法是一种无模板制备方法，通过生长过程中化学反应的调控来形成孔道结构。
自组装法的优点是制备过程更加简单，无需去模板步骤，但其中孔径大小的控制相对较难。
2. 表征方法CMK3介孔碳材料的表征一般采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、N2吸附/脱附等多种方法。
扫描电镜和透射电镜可以观察到样品的中微观形貌和孔道结构；X射线衍射可以进一步证明样品的结晶性质及晶体结构；N2吸附/脱附测量则是确定介孔碳材料的比表面积、孔径大小及孔道结构等方面的最为重要的手段。
在进行表征时需要注意实验条件的选择，以及实验方法的准确性和可重复性。
3. 应用CMK3介孔碳材料的应用领域广泛。
电池和电容器方面，CMK3介孔碳具有高比电容、高循环稳定性等优点，为超级电容器和锂离子电池的正负极材料开发提供了新的方向。
能源催化方面，CMK3介孔碳作为催化剂载体具有良好的应用前景。
介孔碳材料的研究进展
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多孔碳材 料 是指具 有不 同孔 道结 构的 碳材 料 ， 包括
者 化学 活 化 ＿ｊ 是这 些 方法 得到 的碳 材料 主要 以微 Ｊ 。但 。 孔 为主 ， 孔径 分布较 宽 。然 而 ，在实 际的 应用 中需要 且
关键 词 ：介孔 ，碳材料 ；模板，自组装，介孔一 大孔结构 中图分类号 ：０ ６ 文献标志码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ７ —７ ８ （０ １０ —０ ６ —１ ６ ３ １０２ １）３ １ １ ５
Ｒｅ ｅ ｔｐｒ ｇ ｅ ｓｉ ｈｅｓ ｎ ｈ ｓｓｏ ｅ ｏ ｏ ｏ ｓｃ ｒ ｏ ａ ｅ ｉ ｌ ｃ ｎ ｏ ｒ ｓ ｎ ｔ ｙ ｔ ｅ ｉ ｆ ｍ ｓ ｐ ｒ ｕ ａ ｂ ｎ ｍ ｔ ｒａｓ
有序碳基介孔材料的合成与应用研究进展
有序碳基介孔材料的合成与应用研究进展＊李俊芳，杨海峰，卢晓静，席广成，张 轩，胡 超，闫 妍（中国检验检疫科学研究院工业与消费品安全研究所，北京１００１２３）摘要 有序碳基介孔材料具有比表面积大、导电和导热性高、化学稳定性好等特点，因而受到人们的密切关注。
基于最新研究进展，总结了有序碳基介孔材料的硬模板法、软模板法合成路线及功能化方式，评述了各种方法的特点及局限性，并介绍了该类材料在吸附分离、催化、生物传感器以及能量存储等方面的应用研究进展。
关键词 有序介孔碳 硬模板 软模板Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｏｒｄｅｒｅｄ Ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ Ｃａｒｂｏｎ ＭａｔｅｒｉａｌｓＬＩ Ｊｕｎｆａｎｇ，ＹＡＮＧ Ｈａｉｆｅｎｇ，ＬＵ Ｘｉａｏｊｉｎｇ，ＸＩ Ｇｕａｎｇｃｈｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｘｕａｎ，ＨＵ Ｃｈａｏ，ＹＡＮ Ｙａｎ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｎｄ Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｓａｆｅｔｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｑｕａｒａｎｔｉｎｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１２３）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｏｒｄｅｒｅｄ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｔｔｒａｃｔ ｍｕｃｈ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｌａｒｇｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ，ｈｉｇｈｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｇｏｏｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｌａｔｅｓｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ，ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｏｒｄｅｒｅｄ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｍｅ－ｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｃａｔａｌｙｓｉｓ，ｂｉｏ－ｓｅｎｓｏｒｓ，ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ａｓｐｅｃｔｓ ａｒｅ ａｌｓｏ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｏｒｄｅｒｅｄ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ，ｈａｒｄ ｔｅｍｐｌａｔｅ，ｓｏｆｔ ｔｅｍｐｌａｔｅ ＊中国检验检疫科学研究院院长基金（２０１２ＪＫ０１９） 李俊芳：女，１９８２年生，硕士，从事进出口消费品安全研究 闫妍：通讯作者，女，１９７９年生，博士，从事进出口消费品安全研究 Ｔｅｌ：０１０－８５７８３２０１ Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｙａｎ＠ｃａｉｑ．ｇｏｖ．ｃｎ 有序介孔材料是指孔径在２～５０ｎｍ之间，且孔道大小均匀，规则排列有序的一类新型纳米结构材料。
介孔碳材料的发展综述
介孔碳材料的发展综述碳分子筛材料也被称为介孔碳材料，它具有孔隙分布精确、表面活性强、孔道尺寸可控的优点，在催化、储存、吸附等方面得到了广泛的应用，近年来受到了越来越多的关注。
本文将介绍介孔碳材料的发展过程及其应用的研究进展。
一、碳分子筛材料的来源1.天然来源：碳分子筛材料可以从天然树脂中提取，例如沥青、林豆腐等。
2.人工合成：通常采用溶剂热法（SHS）合成，也可以使用炭热源（CTS）合成。
二、碳分子筛材料形成机理1.碳炉法：通过在碳炉中加热，沥青结晶体发生改变，形成碳分子筛状材料。
2.差热脱碳：利用温度和时间控制，运用有机碳源的还原和氧化作用，使原料发生聚合和交联反应，形成碳分子筛材料。
三、应用研究1.催化方面：碳分子筛材料具有优异的催化活性，可以用于合成多种有机化合物的催化。
2.储存方面：碳分子筛材料具有较高的表面积和较大的孔径，可以用于储存各种气体，如甲烷和二氧化碳。
3.吸附方面：碳分子筛材料具有优异的吸附热，可以用于吸附有机污染物，如含酚和多环芳烃等。
四、发展趋势1.材料形态及其孔径的精细控制：进一步完善材料的结构，改善碳材料的孔径调控能力，提升碳材料对吸附能力的应用。
2.改进合成方法：采用低温热处理、超声波处理等新型合成方法，以期改善材料的表面性能及孔径结构。
3.新型活性结构：结合纳米技术，实现碳分子筛材料复合或修饰，优化其孔径结构，增强其特性。
从上述介绍可以看出，碳分子筛材料具有孔径可控、表面活性强的特点，因而在催化、储存、吸附方面得到了广泛的应用。
通过不断的改进合成方法以及优化材料的结构，还有许多发展的空间，届时碳分子筛材料将在更多领域得到更广泛的应用。
介孔碳的研究进展及应用
2018年第37卷第1期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·149·化 工 进展介孔碳的研究进展及应用李鹏刚，王靖轩，郭飞飞，何昱轩，唐光贝，罗永明，朱文杰（昆明理工大学环境科学与工程学院，云南 昆明 650500）摘要：介孔碳是一类新型的具有巨大比表面积和孔体积的介孔材料，可以通过不同的方法合成并对其孔结构和形貌进行调节。
本文主要综述了介孔碳及介孔碳基复合材料的合成方法，对比阐述了不同方法制备的介孔碳材料所具备的孔道结构和形貌。
介绍了将不同非金属和金属元素及其氧化物掺杂在介孔碳中合成复合材料，发现制备的复合材料具有更优的性能且掺杂元素不同复合材料的形貌和孔道结构不同。
此外，简要说明了介孔碳及碳基复合材料在环境、催化、储能、电化学和生物医学等方面的应用，指出其在各个领域的应用仍存在不足。
调整介孔碳的孔结构和表面性能、采用更简便易控制的合成方法将成为制备介孔碳及碳基材料的主要研究方向。
关键词：介孔碳；掺杂；复合材料；合成中图分类号：X522 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）01–0149–10 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0721Recent progress in the synthesis and applications of mesoporouscarbon materialsLI Penggang ，WANG Jingxuan ，GUO Feifei ，HE Yuxuan ，TANG Guangbei ，LUO Yongming ，ZHU Wenjie（Faculty of Environmental Science and Engineering ，Kunming University of Science and Technology ，Kunming650500，Yunnan ，China ）Abstract ：Mesoporous carbon with specific surface area and various pore volume is a new type mesoporous material. Usually ，the pore structures and morphology of mesoporous carbons can be adjusted by using several methods. This study mainly summarizes the synthetic method of mesoporous carbons and mesoporous carbon-based composites ，and compares the pore structure and morphology of mesoporous carbon materials prepared by different methods. Doping diverse non-metal or metal and its oxide in mesoporous carbon to prepare composite materials are also introduced. It has been found that the prepared mesoporous carbon composite material have better performance ，and the composite materials containing different doping elements possess different morphologies and textures. Moreover ，this article briefly introduces their applications in environment ，biomedicine ，energy storage ，electrochemistry ，and catalysis as well as their deficiencies in application. Finally ，we believe that adjusting pore structure and surface properties of mesoporous carbons and developing simple synthetic method will be the future research directions.Key words ：mesoporous carbon ；doping ；composites ；synthesis多孔碳材料指具有不同孔道结构的材料，按其孔径大小可分为：微孔碳材料（d ＜2nm ）、介孔碳材料（2nm ＜d ＜50nm ）和大孔碳材料（d ＞50nm ）[1]。
软模板法合成介孔碳材料的研究进展
的有 机分 子作 为合 成模 板 ， 主要 包括 生 物大分 子 、 表
面活 性剂 等 。软模 板法 包 含溶剂 挥 发诱导 自组 装法 和水 热法 。
孑 Ｌ 道结 构 、 尺寸 和孔 径 分 布 。而模 板 法 是 通 过 模 板
３ ０ ２ ． １ 溶剂挥 发 诱导 自组 装法 （
软 模板 法合成 介孔 碳材 料 的研 究进展
２ ９
《 专 题 与 评 述 ２
ｔ ｔ ｔ ｌ ｔ ｔ ｌ ｌ ｔ
软 模 板 法合 成 介 孔 碳 材 料 的研 究进 展
郭 颖 慧
（ 四川 大学 建筑 与环境 学院 ， 四川成 都 ， ６ １ ０ ０ ６ ５ ）
介孑 Ｌ 材 料按 其 化 学 组 分分 类 ， 可分 为 硅 基 介 孔 材 料和 非硅 基 介 孔 材 料 。有 序介 孔 碳 （ ０ＭＥ） 由于
介 观水 平结 构有 序 ， 孔径 尺 寸可 调 ， 具 有较 高 的热稳
定性 和 耐水 解性 ， 且 具有很 高的 比表 面积 ， 颗粒 具规
关键 词 ： 软模板 介孔 碳 有序
国际 纯 粹 和 应 用 化 学 联 合 会 （ Ｉ ＵＰ ＡＣ） 将 孔 径
剂 对前 驱物 的作用 ， 使 其排 列形 成介 观 有序 的结 构 ， 然后 在前 驱 物转化 为 目标 物 质 后 除 去 模 板组 分 ， 以
此 获得孑 Ｌ 道 均一且 排列 有 序 的介 孑 Ｌ 材 料 。模板 法 由
进行 催化 气化 ， 从 而得 到 介孑 Ｌ 碳材料 ， 通常 采用 浸渍 法、 离 子交 换 法 和预混 法 来负 载金 属微 粒 ， 常用 的金
属有铁、 钴、 镍 等 。但 这两 种方 法无 法调 控介 孔 炭 的
介孔碳 合成
介孔碳合成介孔碳是一种具有大孔径、高比表面积和良好化学稳定性的碳材料。
它具有介孔结构，表面积可达到几百到几千平方米每克，孔径分布均匀且可调控。
介孔碳的合成方法多种多样，下面将介绍几种常见的合成方法。
一种常用的合成方法是模板法。
该方法通过选择适当的模板剂，如有机聚合物或纳米颗粒，来控制介孔碳的孔径和结构。
首先，选择模板剂并与碳源混合，形成混合物。
然后，在高温条件下进行热处理，使模板剂分解或挥发，留下介孔碳。
最后，通过洗涤和热处理等步骤，去除残留物，得到纯净的介孔碳。
另一种合成方法是硬模板法。
该方法使用硬模板剂，如硅胶或氧化铝，作为模板，通过碳源的浸渍和热处理来制备介孔碳。
首先，选择合适的硬模板剂，并将其浸渍在碳源溶液中。
然后，将浸渍后的硬模板剂进行热处理，使其分解或挥发，留下介孔碳。
最后，通过酸洗或高温处理等方法，去除硬模板剂，得到纯净的介孔碳。
还有一种合成方法是软模板法。
该方法使用软模板剂，如表面活性剂或聚合物，来调控介孔碳的孔径和结构。
首先，选择合适的软模板剂，并将其与碳源混合。
然后，通过溶胶-凝胶法或水热法等方法，形成凝胶体系。
最后，通过热处理或碳化等步骤，将凝胶转化为介孔碳。
除了以上几种常见的合成方法，还有其他一些特殊的合成方法。
例如，气相法利用气相沉积技术，在适当的反应条件下，将气体或蒸汽中的碳源转化为介孔碳。
电化学法利用电化学沉积技术，在电解质溶液中通过电极反应，将碳源转化为介孔碳。
此外，还有一些新兴的合成方法，如微乳液法和热压法等，可以制备具有特殊结构和性能的介孔碳材料。
介孔碳具有许多优异的性能和广泛的应用。
由于其大孔径和高比表面积，介孔碳可以用作吸附剂、催化剂载体和电化学电极材料。
它还具有良好的化学稳定性和热稳定性，可以应用于储能、分离和环境治理等领域。
此外，通过调控介孔碳的孔径和结构，还可以实现对其性能的定制和优化。
介孔碳是一种具有重要应用潜力的碳材料。
通过选择合适的合成方法和调控条件，可以制备出具有不同孔径和结构的介孔碳材料。
介孔碳纳米材料的制备与改性
介孔碳纳米材料的制备与改性摘要：介孔碳纳米材料因具有快速传输通道、优异的导电性、极高的比表面积和出色的化学稳定性在众多领域受到广泛关注。
本文分析总结了这类材料的制备和改性方法，并讨论了存在的问题和未来研究方向。
关键词：介孔碳；纳米材料；制备；杂原子掺杂；石墨化0 引言多孔碳纳米材料是一类由封闭或者相互贯通的孔结构组建而成的具有不同维度的材料。
基于其孔径大小，可以被分为微孔(孔径d<2nm)、介孔(2nm≤d≤50 nm)和大孔(d>50 nm)碳纳米材料。
介孔碳纳米材料拥有快速传输通道和非常高的比表面积，使其备受关注(图1)，被广泛用于超级电容器和电池的电极材料、催化剂及生物医药的载体。
大部分介孔碳纳米结构用五元环、七元环部分取代六元环或者引入其它缺陷促使碳原子层在空间上发生扭曲，进而形成介孔。
其表征方法有三种：第一种是用气体吸附仪进行表征，吸附特征曲线反映了气体在不同表面吸附状态的差异，可以被用来研究孔道的结构类型和相关性质。
第二种方法使用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)，其中，SEM景深大，成像具有立体感，从而可以获得孔隙结构的多维度信息。
与之相比，TEM的分辨率高很多，在观察尺寸较小的介孔结构时非常有优势。
此外，小角度X射线衍射、扫描探针显微镜和核磁共振波谱等技术也可以用于分析碳纳米材料的介孔结构。
本文主要介绍介孔碳纳米材料的制备方法，包括碳化法、模板法、化学气相沉积(CVD)法，以及利用这些方法在调控材料孔道结构和化学组成方面所取得的研究进展。
在此基础之上，从杂原子掺杂和石墨化研究两方面对介孔碳纳米材料的改性方法进行总结。
1介孔碳纳米材料的制备制备介孔碳纳米材料的方法主要包括碳化法、模板法、CVD法。
1.1碳化法该方法涉及3个阶段：(1)脱水过程(200℃下)，前驱体的化学组成没有出现明显变化；(2)热解过程(200~600℃)，化学成分逐渐发生改变，碳骨架基本形成；(3)碳骨架的强化过程(600~1 000℃)，产物的结构确定。
有序介孔碳材料的合成与应用研究进展
目前 介 孔 碳 材 料 合 成 方 法 可 分 为 催 化 活 化
法、 有 机溶 胶一 凝胶 法 、 模板 浇铸 法和 软模 板法 。
１ ． １ 催 化 活 化 法
殊 孔隙 结 构 的 材料 作 为 模 板 ， 导 人 目标 材 料 或前 驱体并 使其在该模 板材料 的孔 隙 中发 生反 应 ， 利用
作 者 简介 ： 李 军（ １ ９ ６ ８ 一 ） ， 硕 士， 高级 工 程 师 ， 主 要 从 事 石 油
化 工 新 工 艺及 催 化 过 程 研 究 。Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： ｌ ｉ ｊ ｕ ｎ ３ ． ｔ ｊ ｓ ｈ ＠ｓ ｉ ｎ ｏ ｐ ｅ ｃ ． ｃ ｏ ｎ。 ｒ
碳原子 ， 从 而 将微 孑 Ｌ 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 。通 常 情况 下 活化反 应 主 要 发生 在 金 属 粒 子 的周 围 ， 可
பைடு நூலகம்
模板材 料 的限域 作用 ， 达到对制 备过程 中的物理 和
化学反 应进行 调 控 的 目的 。模 板浇 铸 法合 成 有 序
商业 化 困难 。
１ ． ３ 模 板 浇 铸 法 该法 又称 硬模 板 法 ， 是 通 过 选 用 一 种 具 有 特
引起 了 国际物 理学 、 化学 及材 料学 界 的高度 关注 ， 并 得 到迅 猛发 展 ， 成 为跨 学科 的研 究热 点之 一 。
１ 有 序 介孔碳 材 料的合 成 方法
第 ３ ２卷 第 ３期
２ ０ １ ５年 ５月
精
细
石
油
化
工
７ ３
Ｓ ＰＥＣＩ ＡＬＩ ＴＹ ＰＥＴＲ０ＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＬＳ
毫米级介孔炭球的合成及应用研究进展
毫米级介孔炭球的合成及应用研究进展董志敏;张志宾;董亚雨;戴荧;曹小红;乐长高;刘云海【期刊名称】《湿法冶金》【年(卷),期】2017(036)001【摘要】常见的介孔炭材料多为纳米级且存在传质效率低等缺点,从而限制了其在许多领域中的应用.介绍了国内外关于介孔炭材料合成技术,以及利用硬模板法和软模板法合成具有高比表面积、独特空间构型、物理化学性能稳定的毫米级介孔炭球(MCSs)的研究状况,也阐述了MCSs在生物医学、气体吸附和催化领域的应用现状,展望了MCSs在表面改性及放射性核素分离与富集领域的应用前景.【总页数】7页(P1-7)【作者】董志敏;张志宾;董亚雨;戴荧;曹小红;乐长高;刘云海【作者单位】东华理工大学化学生物与材料科学学院,江西南昌 330013;东华理工大学化学生物与材料科学学院,江西南昌 330013;东华理工大学核资源与环境省部共建国家重点实验室培育基地,江西南昌 330013;南京工业大学化工学院,江苏南京 210000;东华理工大学化学生物与材料科学学院,江西南昌 330013;东华理工大学核资源与环境省部共建国家重点实验室培育基地,江西南昌 330013;东华理工大学化学生物与材料科学学院,江西南昌 330013;东华理工大学核资源与环境省部共建国家重点实验室培育基地,江西南昌 330013;东华理工大学化学生物与材料科学学院,江西南昌 330013;东华理工大学核资源与环境省部共建国家重点实验室培育基地,江西南昌 330013;东华理工大学化学生物与材料科学学院,江西南昌330013;东华理工大学核资源与环境省部共建国家重点实验室培育基地,江西南昌330013【正文语种】中文【中图分类】TQ424;TB321【相关文献】1.介孔炭的合成及应用研究进展 [J], 李剑;王杉;谭晓宇;杨丽娜2.合成陨硫铁表面的炭丝和炭球 [J], 陈代璋;杨翔;杨中漪3.水热-软模板法制备介孔炭球及其应用 [J], 吴振威;李伟;鄂雷;孙佳明;刘禹衫;刘守新4.功能介孔碳纳米球的合成与应用研究进展 [J], 彭亮;彭华容;李伟5.蔗糖溶液制备微/介孔炭球及其电容性能 [J], 师晶;田晓冬;李肖;刘叶群;孙海珍因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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介孔碳材料的合成及应用研究李璐(哈尔滨师范大学>=摘要> 综述了介孔碳材料的合成及应用.关键词: 介孔碳。
合成。
应用0 引言介孔碳是近年来发现的一类新型非硅介孔材料, 它是由有序介孔材料为模板制备的结构复制品. 由于其具有大的比表面( 可高达2500m2# g- 1 >和孔容(可达到2. 25 cm3 # g- 1 >,良好的导电性、对绝大多数化学反应的惰性等优越的性能, 且易通过煅烧除去, 与氧化物材料在很多方面具有互补性, 使其在催化、吸附、分离、储氢、电化学等方面得到应用而受到高度重视. 1 介孔碳材料的合成介孔碳的制备通常采用硬模板法, 选择适当的碳源前驱物如葡萄糖、蔗糖乙炔、中间相沥青、呋喃甲醇[ 1]、苯酚/甲醛树脂[ 2]等, 通过浸渍或气相沉积等方法, 将其引入介孔氧化硅的孔道中, 在酸催化下使前驱物热分解碳化, 并沉积在模板介孔材料的孔道内, 用NaOH或HF溶掉SiO2 模板,即可得到介孔碳. 以下介绍几种介孔碳材料的合成方法及性质.1. 1 CMK- 1Ryoo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>此也可以用作复制稳定结构介孔碳的硬模板.CMK- 3是碳前驱物完全充满SBA- 15的孔道而形成的具有二维六角排列的碳纳M棒阵列. 如果模板是二维孔道的MCM- 41, 由于其直孔道相互没有连通, 则在除去模板的过程中, 介孔碳的结构会发生坍塌(如图1所示>, 因此得到的碳材料为无序的碳棒(柱>的堆积.如图2为分别以立方相的MCM- 48、SBA-1和六方相的SBA - 15 为模板合成的CMK- 1、CMK- 2和CMK- 3的粉末XRD衍射普图, 可以看出, 由立方相的介孔模板合成的介孔碳有序性不是很理想, 而以六方相结构的SBA- 15可以合成出高度有序的介孔碳结构(CMK- 3>.1. 3 CMK- 5在SBA- 15的孔道内壁沉积上一定厚度的碳, 除去二氧化硅无机墙壁后得到同样具有二维六角排列的碳空心管阵列CMK- 5[ 5] . 为了很好地控制碳膜的厚度, 制备CMK- 5 的方法是使用呋喃甲醇为碳源. 由于呋喃甲醇的聚合需要酸催化剂, 因此, 介孔氧化硅模板剂需要具有酸性, 而纯硅的SBA - 15 的酸性很弱, 在制备多孔碳之前, 需要SBA- 15进行铝化, 以增强其酸性. 铝化后的SBA- 15 吸附呋喃甲醇后, 加热至80 e使与孔壁接触及较近的呋喃甲醇发生聚合, 然后将未聚合的呋喃甲醇除去(抽真空>, 之后在真空下加热至1100 e 使有机物碳化, 冷却后溶解掉原来的孔壁(用氢氟酸或氢氧化钠溶液>, 结果则为六方排列的空心碳管CMK- 5. CMK - 5 依然保留着SBA- 15 的有序性.另一制备类似CMK- 5介孔碳管方法是采用催化化学气相沉积( CCVD>技术[ 6] , 使用含Co的SBA- 15 为模板, 乙烯气体为碳前驱物, 升温至700bC, 1. 5~ 5. 5 h 后, 20% 的HF溶解模板. 如图3 为采用CCVD 法制备的介孔碳沿[ 110 ][ 100] 晶面方向的透射电镜照片, 可见介孔碳CMK- 5具有高度有序的SBA- 15六方相介孔结构. 而且, 通过使用不同温度下合成的SBA- 15硬模板复制介孔碳, 发现低温下( < 60 e >有利于在六方相的SBA- 15孔道间可以形成微孔或介孔/桥0, 随着温度的提高, 微孔/ 桥0消失, 介孔/ 桥0 增加[ 7] .图3 用CCVD法焙烧3.5 h制备的有序介孔碳的TEM 图像a为电子束横向图。
b为电子束纵向图.表1列出了几种多孔碳材料以及它们的合成与性质表1 多孔碳材料合成与性质碳材料模板对称性孔性质(孔径比表面孔体积> 参考文献CMK- 1MCM – 48I4/ a, 3nm, 1500~ 1800 m/g, 0. 9 ~ 1. 2 mL /g[ 4]SNU – 1A l- MCM- 48I4/ a[ 2]CMK- 2SBA- 1立方 [ 8]CMK- 3SBA- 15六方, 4. 5nm, 1500 m/g, 1. 3mL /g[ 9]CMK- 4MCM – 48立方Ia3d[ 4]CMK- 5SBA- 15六方排列的碳管, 1500~ 2200m/g, 1. 5mL /g[ 5 ], [ 10 ],SNU – 2HMS低有序 [ 6]C- MSU- HMSU - H ( SBA- 15>低有序, 3. 9nm, 1230 m/g, 1. 26 mL /g[ 11] MCF- CMCF- Si(氧化硅泡沫>碳球, 7~ 9 nm, 290m/g, 0. 39mL /g[ 13]C- 41MCM – 41无序碳棒(柱>, < 2 nm, 1170 m/g[ 1]2 介孔碳材料的应用2. 1 催化剂载体研究表明CMK- 3 是一种良好的载体, 例如可载高达50% (重量>的铂, 并且仍然保持2. 5nm的粒子尺寸[ 5] , 这样高的铂装载量, 使得此材料具有非常好的氧气还原反应活性, 此材料可能被用于燃料电池系统.2.2模板材料介孔碳的主要用途之一是可以作为合成其它介孔材料的二次模板合成孔材料, 如用CMK - 3作模板制备出氧化硅的反转品(接近SBA -15> [ 14, 15 ] . 复旦大学的高滋教授研究小组[ 16 ]以介孔碳小球为模板合成了氧化钛、氧化锆、氧化铝、磷酸锆、磷酸铝等介孔实心或空心小球. 利用介孔碳材料作为硬模板的最大意义不是再将氧化硅反转回来, 而是用来合成那些难以用直接表面活性剂共组方法合成的其他无机材料或复合材料, 如使用CMK- 1为模板可以合成出具有I41 /a 结构的氧化硅介孔材料HUM- 1[ 17 ] , 是目前合成此介孔氧化硅材料的唯一方法. 而且通过使用不同形貌、不同孔径的介孔氧化硅为硬模板可以复制出相应形貌和不同孔径的介孔碳, 为介孔材料的应用创造了良好的条件. 2. 3 生物大分子的吸附和分离载体吸附是利用吸附材料与被吸附物质之间的物理或化学作用, 其中包括物理吸引、配位和静电等作用形式, 使两者之间发生暂时或永久性结合, 进而发挥各种功效的材料.天然吸附剂中最常见的是活性碳、硅藻土、氧化铝和纤维素, 它们的使用和开发较早. 多孔固体吸附材料应该具有比较大的比表面积, 例如, 常用的吸附剂活性碳, 它就具有比较大的比表面积, 可达到1200 m2/g. 活性碳还广泛应用做催化剂载体, 电池电极材料, 电容器和生物大分子的吸附材料.而活性碳对大分子的分离和提纯的效率就很低, 因为活性碳不具有规则排列的孔道结构, 而且孔容相对比较小, 孔径分布大部分集中在微孔区域, 介孔和大孔很少, 所以, 活性碳不适合分离和提纯生物大分子. 因此, 制备一种具有比较大的比表面积, 比较大的介孔或大孔孔容的碳化合物来提纯和分离生物大分子就显得比较重要[ 18] . 介孔碳具有规则排列的孔道结构, 比较大的比表面积,比较的大孔容, 化学稳定性比较好, 在介孔碳分子筛的孔道内可以通过一些方法引入不同结构和功能的基团, 从而比较容易得到各种性质的吸附剂.因此, 介孔碳作为吸附材料具有很多优势, 是一种良好的生物大分子的吸附和分离的载体.3 结语虽然国内外对介孔碳材料的研究起步比较晚, 但已取得了丰硕的成果. 不仅使用不同的介孔硅为模板, 用不同的方法合成出来一系列的介孔碳, 而且利用介孔碳材料作为模板合成其它孔材料和无机复合材料, 使其在催化、吸附、分离、储氢、电化学等方面得到广泛的应用. 并且介孔碳在生物大分子的吸附和分离方面将有广阔的应用前景.参考文献[ 1] Kruk M, JaroniecM, Ryoo R, et al Characterization of orderedmesoporous carbons synthesized usingMCM - 48 silisas at templates. J Phys Cham B., 2000, 104: 7960~ 7968.[ 2] Lee J, Yoon S, HyeonT, et al Synthesis of a newmesoporouscarbon and its application to electrochemical double- layer capacitors. Chem Commun. , 1999: 2177 ~ 2178.[ 3] RyooR, Joo S H, Jun S. Synthes is of highly ordered carbonmolecular sieves viatemplate- mediated structural transformation. J Phys Chem B., 1999, 103: 7743~ 7746.[ 4] KanedaM, T subakiyama T, CarlssonA, et al StructuralstudyofmesoporousMCM - 48 andcarbon network synthesized inthe spaces ofMCM - 48 by electron crystallography. J PhysChemB., 2002, 106: 1256~ 1266.[ 5] Joo SH, Choi S J, Oh I, et al Ordered nanoporous arrays ofcarbon supporting high dispersions of platinumnanoparticles.Nature,2001.4.12: 169 ~ 172.[ 6] ZhangW H, Liang C H, SunH J et al Synthesis of orderedmesoporous carbons composed of nanotubes via catalytic chemical vapordeposition. AdvMater. , 2002, 14: 1776~ 1778.[ 7] KangM, Yi S H, Lee H I, et al Reversibe replication between orderedmesoporous silica andmesoporous carbon. ChemCommun. , 2002: 1944 ~ 1945.[ 8] Ryoo R, JooS H, Kruk M, er al Ordered mesoporous carbons. Adv. Mater. , 2001, 13: 677~ 681.[ 9] Jun S, Joo SH, Ryoo R, et al Synthes is of new, nanoporouscarbon with hexagonally ordered mesostructure. J Am. Chem.Soc, 2000, 122: 10712~ 10713.[ 10 ] KrukM, JaroniecM, Kim TW, et al Synthes is and characterizationof hexagonally ordered carbon nanopipes. ChemMater. , 2003, 15: 2815~ 2823.[ 11 ] Lee J, Yoon S, Oh SM, et al Development of a new meso2porou s carbon using an HMS aluminosilicate template. AdvMater. , 2000, 12: 359. [ 12 ] Kim S , Pinnavaia T J. A low cost route tohexagonalmeso2structured carbon molecular sieves. Chem Commun. , 2001:2418~ 2419.[ 13 ] Oda Y, Namba S, Yoshitake H, et al Mesoporous carbonsstructure directed bymesostructured cellular foam silica. ElectChemistry, 2002, 70: 953~ 955.[ 14 ] Lu A H, SchmidtW, TaguchiA, et al Taking nanocastingone step further: Replicating CMK - 3 as a silica materialAngew Chem Int Ed. , 2002, 41: 3489.[ 15] Kim JY, Yoon S B, Yu J S. Temp late synthes is of a newmesostructured silica from highlyorderedmesoporouscarbonmo2lecular sieves. ChemMater. , 2003, 15: 1932 ~ 1934. [ 16 ] DongA G, RenN, TangY, et al Generalsynthes is ofmeso2porou s spheres ofmetal oxides and phosphates. J Am ChemSoc., 2003, 125: 4976~ 4977.[ 17 ] Sayare A, Yang Y. Morphological control of highly orderedmesoporous silicaCMK - 1. Chem. Mater. , 2005, 17: 6180~6113. [ 18 ] Gas lain F O M. , Parmentier J, Valtchev V P, PatarinJ.Synthesis of a new mesoporous carbon and the application topurification and separation. Chem. Commun. , 2006, 991 ~993.RESEARCH ON SYNTHESIS AND APPLICAT ION OFMESOPOROUS CARBON MATERIALSLiLu(Harb in NormalUniversity>ABSTRACTThe synthesis and application ofmesoporous carbonmaterials were summarized in this article.Keywords: Mesoporous carbon。