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介孔碳CMK-3与氧化锌纳米粒子复合材料的合成、表征及其光电性能研究
介孔碳CMK-3与氧化锌纳米粒子复合材料的合成、表征及其光电性能研究黄赟赟中山大学化学与化学工程学院广州510275摘要：介孔碳CMK-3是非硅系材料，其特有的组成与结构，加之高的比表面积、有序的孔径分布面，不但有利于传质，更易于主客体组装，使每单位物质有非常高的表面积和高浓度的活性点，与半导体量子点复合，有可能提高半导体的光电转换效率。
本论文着重测试合成出来的ZnO/CMK-3纳米复合材料光电性能，主要通过紫外-可见光光谱、荧光光谱和光电流测试进行其性能的表征，研究其作为研发新型太阳能电池材料的可行性及其CMK-3对半导体ZnO量子点的光电性能影响。
研究结果表明CMK-3特殊的介孔结构有助于提高半导体的光电转换效率，对研究新一代太阳能电池有重要意义。
关键词：介孔碳半导体量子点纳米复合物光电转换效率1 前言近些年来以碳基或硅基和半导体纳米化合物组成的光电转换材料制备的新型高效太阳能电池，开创了太阳能电池的新世纪。
在以碳基和半导体纳米化合物组成的光电转化材料中，碳纳米管因具有独特的结构、纳米级的尺寸、高的有效比表面积等特点，以其为载体负载半导体纳米化合物的应用研究最为显著。
美国的Prashant V. Kamat教授先后制备了SWCNTs/CdS, SWCNTs/TiO2, SWCNTs/SnO2 , SWCNTs/CdSe【11】等一系列纳米光电转化材料，并且通过对比试验验证了碳纳米管具有增大半导体光电流强度的性质。
同时，Ryong Ryoo教授在2000年的J. Am. Chem. Soc【12】中报道了较碳纳米管具有均匀规整、纳米级的孔道结构，巨大的内比表面积以及三维网状结构等优点有序介孔碳CMK-3，之后在2001年的Nature中报道制备了在有序介孔碳上负载了高分散的金属铂，用于制备高效电极。
Masaki Ichihara在2003年Adv .Mater中报道了有序介孔碳CMK-3和金属锂组成的可循环、高比电容值复合材料，它与SWCNTs与金属锂复合材料相比具有更高的比电容值，经研究发现是因为CMK-3具有三维网状的结构，与碳纳米管相比，具有更广泛的应用空间。
介孔碳cmk3
介孔碳CMK3简介介孔碳CMK3是一种材料，在科学研究和工程应用中具有广泛的用途和潜力。
它具有独特的孔隙结构和表面化学性质，适用于吸附、分离、催化和能源等领域。
本文将详细介绍介孔碳CMK3的制备方法、物理化学特性以及其在不同领域的应用。
制备方法介孔碳CMK3是通过模板法制备的。
首先，选择一种合适的模板材料，如介孔二氧化硅或介孔硅胶。
然后，将模板材料与适量的碳源混合，并加入一定量的催化剂。
混合均匀后，将样品放入高温炉中，在惰性气氛（如氩气）下进行炭化反应。
经过一定时间的高温处理，模板材料会被炭化，形成介孔碳CMK3。
最后，通过酸洗或其他方法去除模板材料，得到纯净的介孔碳CMK3。
物理化学特性介孔碳CMK3具有特殊的孔隙结构和表面化学性质。
其孔径分布在2-10纳米之间，具有中等孔径和中等孔体积。
介孔碳CMK3具有较高的比表面积，可达到500-1000平方米/克。
此外，介孔碳CMK3还具有优异的化学稳定性、热稳定性和机械强度。
应用领域1. 吸附材料介孔碳CMK3具有大量的孔隙和高比表面积，因此在吸附材料领域具有广泛的应用。
它可以作为吸附剂用于水处理、空气净化、废气处理等环保领域。
此外，介孔碳CMK3还可以用于吸附有机物、金属离子等。
2. 分离膜介孔碳CMK3在分离膜领域也展现出了巨大的应用潜力。
由于其特殊的孔隙结构和较高的渗透性，介孔碳CMK3可以用于气体分离、液体分离、离子选择性透过等。
例如，将介孔碳CMK3作为超级电容器电极材料，可以实现高效的能量存储和释放。
3. 催化剂载体介孔碳CMK3还可作为催化剂载体，用于催化反应。
其高比表面积和孔隙结构有利于催化剂的分散和反应物的扩散，提高催化反应的效率和选择性。
例如，将过渡金属纳米颗粒负载在介孔碳CMK3上，可用于催化氧化反应、催化还原反应等。
4. 能源存储介孔碳CMK3在能源存储领域也有广泛的应用。
其孔隙结构和电导性使其成为理想的电容器和电池材料。
介孔碳CMK3用作锂离子电池负极材料，具有高容量、长寿命和快速充放电性能。
有序介孔碳材料的制备与应用进展
碳源（液相法） 蔗糖 葡萄糖 木糖 糠醇 酚醛树脂（原位聚合） 苯酚和甲醛 苯酚和甲醛（原位聚合） 可溶性酚醛树脂 可溶性酚醛树脂 酚基酚醛树脂（可溶性） 介孔膨胀淀粉
DICP
模板法合成介孔碳材料的规律
制备研究
1). 当碳的前驱物完全填满了中孔氧化硅的孔道后，再碳化的 形成方式，称之为棒状模型(Rod-type)； 2). 当碳的前驱物在中孔氧化硅的孔道内形成镀层后，再碳化 的形成方式，称之为管状模型(Tube-type).
Seminar 1
9
DICP
2. 模板法
制备研究
有序介孔 碳的合成
图2.2. 模板合成过程示意图
Seminar 1
10
J. Lee, S. Han，T. Hyeon，J. Mater. Chem.，2004，14: 478.
DICP
3. 模板法分类
有机大分子（表面活性 剂等）与碳前驱物之间 有较强的相互作用
Seminar 1
7
DICP
主要内容
研究背景
有 序 介 孔 碳 材 料
Seminar 1
制备研究
应用研究 总结及展望
8
DICP
1. 非模板法
制备研究
这些方法很难得到孔径
多孔碳材料的 传统合成方法
均一可控的多孔碳材料
化学活化法
物理活化法
化学物理 活化法
催化活化法
图 2.1. 多孔碳材料的传统合成方法示意图
料的特征介孔碳材料
Fuertes 等用氯乙烯浸渍模板然后炭化合成了 石墨化程度较高的介孔碳，电导率高达0.3S/cm， 比非石墨化的介孔碳材料的电导率要高两个数量级
A. B. Fuertes，S. Alvarez，Carbon，2004，42: 3409. Y. Xia，R. Mokaya，Adv. Mater.，2004，16: 1553. T.-W. Kim，I.-S. Park，R. Ryoo，Angew. Chem. Int. Ed.，2003，42: 4375.
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。
介孔碳材料CMK-3及改性介孔碳材料N,O-CMK-3对药物的吸附和释放性能
１００４ １６５６２０２００９ １６３５ １１介孔碳材料ＣＭＫ ３及改性介孔碳材料Ｎ，Ｏ ＣＭＫ ３对药物的吸附和释放性能王贤书１，２，３ ，汪祖华２，３，贾双珠１，吴 红１，杨春亮１，史永永１，潘红艳１（１．贵州大学化学与化工学院 贵阳 ５５００２５２．贵州中医药大学药学院 贵阳 ５５００２５３．贵州中医药大学纳米药物技术研究中心 贵阳 ５５００２５）摘要：以有序介孔碳材料ＣＭＫ ３为碳骨架，通过硝酸（ＨＮＯ３）氧化并将三聚氰胺作为氮源采用热解技术成功制备了氮氧共掺杂介孔碳Ｎ，Ｏ ＣＭＫ ３，通过扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、透射电子显微镜（ＴＥＭ）、Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）、Ｎ２吸附 脱附、Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）、拉曼光谱（Ｒａｍａｎ）和接触角测试对ＣＭＫ ３和Ｎ，Ｏ ＣＭＫ ３材料的微观形貌、结构、组成及润湿性能进行了分析表征，测试了介孔碳材料对难溶性抗肿瘤药物羟基喜树碱（ｈｙｄｒｏｘｙｃａｍｐｔｏｔｈｅｃｉｎ，ＨＣＰＴ）的吸附和释放性能。
结果表明：经过改性后Ｎ，Ｏ ＣＭＫ ３的孔结构发生了变化，比表面积和孔体积减少，表面的含氮、氧官能团增加，介孔碳材料的表面润湿性得到改善，使得介孔碳材料的接触角由１６１ ９°降低至１３８°。
ＣＭＫ ３和Ｎ，Ｏ ＣＭＫ ３对ＨＣＰＴ具有较好的吸附能力，饱和吸附量分别为８１１ １１ｍｇｇ－１和８０５ ９３ｍｇｇ－１，介孔碳材料因具有纳米孔道结构提高了原料药羟基喜树碱的溶出度，负载于介孔碳材料后溶出率由２２ ７％提高为７６ ４３％和７２ ６６％。
关键词：三聚氰胺；ＣＭＫ ３；Ｎ，Ｏ ＣＭＫ ３；接触角；介孔碳；羟基喜树碱中图分类号：ＴＢ３２１ 文献标志码：ＡＳｔｕｄｙｏｎｄｒｕｇａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｒｅｌｅａｓｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｃａｒｂｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓ（ＣＭＫ ３）ａｎｄｍｏｄｉｆｉｅｄｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｃａｒｂｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｎ，Ｏ ＣＭＫ ３），２，３ ，ＷＡＮＧＺｈｕ ｈｕａ２，３，ＪＩＡＳｈｕａｎｇ ｚｈｕ１，ＷＵＨｏｎｇ１，ＷＡＮＧＸｉａｎ ｓｈｕ１ＹＡＮＧＣｈｕｎ ｌｉａｎｇ１，ＳＨＩＹｏｎｇ ｙｏｎｇ１，ＰＡＮＨｏｎｇ ｙａｎ１（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５００２５，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈａｒｍａｃｙ，ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｒａｄｉｔｉｏｎａｌＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎｅ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５００２５，Ｃｈｉｎａ；３．Ｎａｎｏ ｄｒｕｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｒａｄｉｔｉｏｎａｌＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎｅ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５００２５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴａｋｉｎｇｏｒｄｅｒｅｄｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｃａｒｂｏｎｍａｔｅｒｉａｌＣＭＫ ３ａｓｔｈｅｃａｒｂｏｎｓｋｅｌｅｔｏｎ，Ｎｉｔｒｉｃａｃｉｄｏｘｉｄａｔｉｏｎａｎｄｍｅｌａｍｉｎｅａｓｎｉｔｒｏｇｅｎｓｏｕｒｃｅ，ｎｉｔｒｏｇｅｎｏｘｙｇｅｎｃｏ ｄｏｐｉｎｇｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｃａｒｂｏｎＮ，Ｏ ＣＭＫ ３ｗｅｒｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｐｙｒｏｌｙｓｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｓｃａｎｎｉｎｇｅ ｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ），Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＴＥＭ），Ｘ ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ），Ｎ２ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ，Ｘ ｒａｙｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＸＰＳ），Ｒａｍａｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（Ｒａｍａｎ）ａｎｄｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅｔｅｓｔｗｅｒｅａｄｏｐｔｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＣＭＫ ３ａｎｄＮ，Ｏ ＣＭＫ ３，Ｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｒｅｌｅａｓｅｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅｏｆｔｈｅｉｎｓｏｌｕｂｌｅａｎｔｉｔｕｍｏｒｄｒｕｇｈｙｄｒｏｘｙｃａｍｐｔｏｔｈｅｃｉｎ（ＨＣＰＴ）ｏｎｔｈｅｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｃａｒｂｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓｗａｓｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓ收稿日期：２０２０ ３ １３；修回日期：２０２０ ０４ １６基金项目：国家自然科学基金（８１７６０６４３）；贵州省科学技术基金项目（黔科合ＬＨ字［（２０１７）７２５４号）联系人简介：王贤书（１９７７ ），女，副教授，主要从事纳米医药材料的研究。
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]。
二氧化碳,甲烷,氮气二元混合物在有序介孔碳材料CMK-3中的吸附和分离
（ ＧＣＭＣ） ｉ ｌ ｉｎ ｈ ｗ ａ ｘ ｍ ｅ ｃ ｓ ｐａ ｅｏ ０Ｏ ｎ ．５ｍｍｏ ｉ ｏ ｔｉｅ ｌ ｈ ｓｍｕａ ｏ ｓｓ ｏ ｔ ｔ ｍａ ｉ ｘ ｅ ｓｕ ｔｋ ｆ ．７ａ ｄ １ ８ ｔ ｈ ａ ｍｕ １ ４ 卜ｇ Ｓ ｂａｎ ｄａ ｅ ｔ
摘 要 ： 采 用 分 子 模 拟 与 吸 附 理 论 研 究 了天 然 气 成 分 在 有 序 介 孔 碳 材 料 ＣＭＫ ３上 的 吸 附 和分 离 ． 正 则 系 综 蒙 ． 巨
特卡罗（ ＧＣＭＣ） 模拟表 明， ＣＯ 气体 的较优存储 条件分别为 ２ ８Ｋ ４ＭＰ ＣＨ 和 ０ 、 ａ和 ２ ８Ｋ ６ＭＰ ， ９ 、 ａ 其最大超额 吸 附量 分别为 １ ．７ １ ．５ｍｍｏ・ ～ 基于双位 Ｌ ｎ ｍｕ卜Ｆｅ ｎ ｌｈ（ ＳＬ ） 型， Ｏ０ 和 ４８ ｌｇ ． ａ ｇ ｊ ｒｕ ｊ Ｄ Ｆ模 ｄｃ 使用理想 吸附溶液理论
Ｂ ｉｎ ｎｖｒｉ Ｃ ｅ ｃ ｌ ｅｈ ｏｏ ， ｅ ｉｇ１ ０ ２ ， ． ｈｎ ） ｅ ｉ Ｕ ｉ ｓｔｏ ｈｍｉ ｃｎ ｌｇ Ｂ ｉｎ ０ ０９ Ｐ Ｒ Ｃ ｉａ ｊｇ ｅ ｙｆ ａＴ ｙ ｊ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｄ ｏｒｔ ｎａ ｄｓ ｐ ｒ ｔ ｎｏ ａ ｕ ａ ａ ｈ ｒ ｅ ｅ ｓ ｐ ｒ ｕ ａ ｂ ｎｍａ ｅ ｉ Ｋ ３ ｓｒ ｃ： ｅａ ｓ ｐｉ ｎ ｅ ａ ａ ｉ ｆ ｔ ｒ ｌ ｓｉ ｌ ｅｏ ｄ ｒ ｄｍｅ ｏ ｏ ｏ ｓｃ ｒ ｏ ｔ ｒ ＣＭ ． ｏ ｏ ｎ ｇ ｎ ａＩ ｗａ ｖ ｓｉａｅ ｙ ｍｏｅ ｕａ ｉ ｕａｉｎ ａ ｄ ａ ｓ ｒ ｔ ｎ ｔ ｅ ｒ．Ｇｒ ｎ ａｎ ｎｃ Ｉ ｎ ｅ ｌ ｎｅ Ｃａ ｏ ｓ ｉ ｅ ｔ ｔｄ ｂ ｌｃ ｌｒｓｍ ｌｔ ｎ ｄ ｏ ｐｉ ｈ ｏｙ ｎ ｇ ｏ ｏ ａ ｄ ｃ ｏ ｉａ ｓ ｍｂｅ Ｍｏ ｔ ｄ ｅ
微孔介孔材料
五、微孔材料、介孔材料及其应用教学内容：多孔材料的分类、结构与性能微孔分子筛材料、介孔材料的应用领域微孔材料（microporous materials）如分子筛（molecular sieve）、沸石（zeolite）等介孔材料（mesoporous materials）如MCM-41、SBA-15、CMK-3等多孔材料的分类IUPAC 定义：微孔材料介孔材料大孔材料孔径小于2 nm孔径在2~50nm 之间孔径大于50 nm吸附或Ar吸附孔道尺寸如何确定：微孔材料、介孔材料一般用N2大孔材料：压汞法介孔材料和大孔材料的尺寸用TEM也可表征，但检测的不是整个样品1.1沸石分子筛按微孔大小分类微孔分子筛：主孔道孔径在0.28~0.4 nm;由六元环、八元环组成；中孔分子筛：主孔道孔径在0.5~0.6 nm;由十元环组成；大孔分子筛：主孔道孔径在0.7~2 nm;由十二元环或以上组成；成分均为硅酸盐、硅铝酸盐、磷铝酸盐等1.2 分子筛结构构成过程一级结构单元二级结构单元三级结构单元四级结构单元孔道和笼中填充模板剂：有机胺或金属阳离子1.3 分子筛的骨架结构分子筛有天然的和人工的，已知的大约有190余种。
分子筛骨架由SiO 4、AlO 4、PO 4等四面体连接而成国际分子筛协会网站1.4 分子筛孔道结构1.5分子筛催化剂的酸性位结构Br Önsted 酸位位于孔道中的阳离子交换位Lewis 酸位一般位于非骨架位SiO 2/Al 2O 3的比例影响酸性分子筛酸性的位置1.6 分子筛可进行离子交换通过离子交换，可引入不同性质的金属离子，可调节孔道大小，用于吸附分离，也可以引入新的活性位，对催化意义重大1.7 分子筛的主要应用范围1. 吸附分离领域：如正、异构烷烃分离、-N2分离等二甲苯异构体分离、O22. 催化剂载体：一般没有催化性能，分子筛只起分散催化剂作用3. 催化剂：固体酸催化如ZSM-5沸石、催化氧化性能如TS-1沸石1.8 分子筛酸催化的主要反应类型1.9 分子筛催化的特点1. 活性位的均一性2. 独特的骨架结构构建出许多规整取向、孔径一定的孔道结构与笼结构，对催化反应非常有利，改善催化反应的选择性，提高催化反应的效率择形催化：典型的例子是ZSM-5分子筛Shape-selective catalysis1.10 择形催化类型ZSM-5系列分子筛，孔道直径0.5~0.55 nm（1）反应物择形：只允许某些特定分子形状和结构的反应物分子进入孔道进行反应。
介孔炭CMK-3吸附剂对噻吩类硫化物的吸附性能
介孔炭CMK-3吸附剂对噻吩类硫化物的吸附性能杨旭;李剑;杨丽娜;刘莹莹【摘要】研究了采用硬模板法制备的介孔炭CMK-3吸附剂对模拟油中噻吩(TS)、苯并噻吩(BT)及二苯并噻吩(DBT)的吸附性能.采用X射线衍射、氮气吸附-脱附及透射电子显微镜对介孔炭CMK-3吸附剂进行了表征.结果表明,介孔炭CMK-3具有有序的孔道结构,比表面积、平均孔直径和平均孔容分别为1 232 m2/g、4.878 nm和1.502 cm3/g.同时探讨了介孔炭CMK-3对TS、BT及DBT的吸附动力学和热力学规律.结果表明,与Freundlich吸附等温模型相比,CMK-3吸附剂对TS、BT及DBT的吸附等温线更符合Langmuir吸附等温模型;吸附为放热过程,CMK-3对TS、BT及DBT的吸附焓变分别为-11.53,-19.74,-26.10 kJ/mol.CMK-3吸附剂对TS、BT及DBT的吸附符合二级动力学模型,吸附活化能分别为37.53,34.42,47.67 kJ/mol.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2016(045)010【总页数】6页(P1878-1882,1890)【关键词】介孔炭;吸附;热力学;动力学【作者】杨旭;李剑;杨丽娜;刘莹莹【作者单位】辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】TQ424.1近年来，降低油品含硫量，减少硫化物燃烧所带来的污染，成为人们关注的热点。
脱硫技术主要分为加氢脱硫与非加氢脱硫。
加氢脱硫需要氢气环境和高温高压的条件，增大了脱硫成本。
非加氢脱硫有吸附脱硫[1-4]和氧化脱硫[5-6]等方法，其中吸附脱硫作为典型的非加氢脱硫方法可以在缓和条件下有效地脱除加氢过程中难以脱除的苯并噻吩及二苯并噻吩等硫化物，实现油品的深度脱硫，因此具有较广阔的应用前景[7-8]。
有序介孔碳CMK-3负载离子液体催化剂的制备与表征
中国材料科技与设备 （ 双月 刊） 有序介孑 Ｌ 碳 Ｃ ＭＫ一３ 负载离子液体催化剂 的制 备与表征
冷 却 至 室 温 ，用丙 酮抽 滤洗 涤 ４次 ，每 次 ２ ０ ｍＩ ，再 将 所 得
各种催化剂 已有报 道＿ １ 一］ ，其 中各 种高效 绿色 的离子 液体
催 化 剂 ，如 咪 唑盐 、吡 啶盐 和季 铵 盐 都 得 到 了广 泛 的发 展 。
然而 ，这些 均相 的离子液体催化剂在反应后很难 回收利 用 ， 并且增加了产品纯化 的难 度 。为 了解 决这些 难题 ，发 展基 于离子液体的非均相催化 剂被认 为是最有效 的一种解 决方 案 。非均相离子液体催化剂 通常是将 离子液体 嫁接 到各种 同体载体上 ，这样 不仅 保 留了离 子 液体 的物 理化 学性 质 ，
１ ． ２主 要原 料 和 试 剂
有序介孔碳 Ｃ ＭＫ一３购买于南京先 丰纳 米材料科 技有 限公司 ；咪唑一４ 一 甲醛和 ３ 一溴丙酸购买 于阿法埃 莎 （ 天 津）化学有限公 司 ；Ｎ～甲基 甘氨酸 、溴代 乙烷 、溴 乙醇 、
甲 苯 、甲 醇 、丙 酮 购 自国药 集 团化 学 试 剂 有 限 公 司 。 图 １ 催 化 剂 制 备 过 程
０ 引 言
二氧 化碳 是一种 容易获 得的 无毒 、储量 丰富 、经济 的 可再生碳 资源 。各种 资源化 利用二氧 化碳 的方法 中 ，使用 二氧化碳 作为原料 与环氧化 合物环加 成得到 五元 环状碳 酸 酯是一个 高效利用二氧化碳这一可再生资源 的方式 。 目前 ，
催化 Ｃ （ ） ２ 与 环 氧 化 合 物 环 加 成 反 应 生 成 五 元 环 状 碳 酸 酯 的
墨 一 。
１ 实验 部 分
有序介孔碳CMK-3的化学活化及储氢性能
ｓｒ ｃ ｒａａ ｄ ｍ ｓｐｒｕ ２ ｎ ｗ ｒ ｎ ａ ｃｄ ｒｍａｋ ｂ ． ｈ ｆ ｃ ｏ ｃｉａ ｏ ｅｕｔ ｗ ｓｓ ｄｅ ｆ ｕｆ ｅａｅ ｎ ｅｏ ｏｏ ｓ ｆ ｍ）ｅｅ ｅｈ ｎ ｅ ｅ ｒａ ｌ Ｔ ｅｅ ｅ ｔ ｎ ａｔ ｔ ｎ ｒｓｌ ａ ｔ ｉｄ ｏ ａ ｙ ｆ ｖｉ ｓ ｕ
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第２ ７卷 第 ｌ ２期 ２１ ０ １年 １ ２月
CoPt@CMK-3的制备及电催化氧还原反应性能
第 50 卷 第 4 期2021 年 4 月Vol.50 No.4Apr. 2021化工技术与开发Technology & Development of Chemical IndustryCoPt@CMK-3的制备及电催化氧还原反应性能唐文静（浙江省碳材料技术研究重点实验室，温州大学化学与材料工程学院，浙江 温州 325027）摘 要：本文研究了CoPt@CMK-3催化剂的制备及其电催化燃料电池阴极反应[氧还原反应（ORR）]的活性。
结构表征显示，CoPt为L10型的金属间化合物。
电催化性能结果表明，CoPt@CMK-3具有优于商业Pt/C的催化氧还原反应活性，主要为四电子转移过程，同时具有良好的抗甲醇毒化能力。
这些结果表明，CoPt@CMK-3复合材料是一种有前途的燃料电池阴极反应的催化剂。
关键词：CoPt；氧还原反应（ORR）；CMK-3中图分类号：TB 331 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2021)04-0010-03作者简介：唐文静（1994-），女，硕士，研究方向：碳纳米材料收稿日期：2021-01-11氧还原反应(ORR)是燃料电池等能量储存和转换装置中一个重要的电化学过程[1-2]，但其缓慢的动力学过程极大地限制了燃料电池的能量输出[3-5]。
铂(Pt)是ORR 反应的基准电催化剂，展现出优异的催化活性。
然而，Pt 基电催化剂存在成本高、抗毒化能力差等问题，严重阻碍了燃料电池的大规模商业化[6]。
因此，使用过渡金属对Pt 进行合金化[7-11]，已经成为改进燃料电池技术的重要突破点，一方面可以降低成本，另一方面能实现更高的电化学活性和更佳的抗毒化能力。
本文以介孔碳为碳基体，采用高温退火，简单高效地合成了多孔碳包覆CoPt 有序合金的碳催化剂材料，并研究了材料的电催化氧还原反应的性能。
1 实验部分1.1 实验流程首先制备有序介孔二氧化硅模板(SBA-15)，然后采用硬模板法，通过纳米灌注、高温热解、HF 浸泡除模板等流程，获得有序介孔碳CMK-3前驱体，最后，将可溶性Co(NO)3·6H 2O 和H 2PtCl 6浸渍到CMK-3中，在60℃下烘干，在管式炉中采用550℃保温3h、650℃保温6h 的方式分段高温退火，得到介孔碳包覆的钴铂金属间化合物碳材料催化剂。
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。
211103142_“从沸腾的石头”到有序介孔材料
科学的发现往往发生在偶然之间。
瑞典矿物学家、化学家亚历克斯 • 克朗斯泰特（Alex Cronstedt）将一种采集来的矿物用火焰加热时，惊奇地发现它会发生起泡、膨胀和水蒸气冒出来的现象。
在观察到这一有趣现象之后的1756年，也就是清乾隆二十一年，克朗斯泰特在瑞典学院报告了这个发现，并把这种矿物称为沸石——沸腾的石头——多么形象的名字！但是克朗斯泰特当时并不知道，发生的一切究竟是为什么。
在他之后关于沸石的研究又陷入了长久的沉寂，直到一百多年后，才有研究者证明克朗斯泰特当年观察到的水损失现象是可逆的，也就是说沸石可以在脱水之后再吸水，并且一直循环下去。
另外，有报道表明沸石具有离子交换的特性，即沸石上的金属离子可以被溶液中的金属离子替换下来。
沸石的“真相”现代科学研究表明，沸石其实是一类成分为铝硅酸盐的多孔性结晶材料，具有直径为0.3~1.5nm也就是分子尺寸大小的孔道和空腔。
20世纪初，沸石的商业价值被发掘出来，用于硬水的软化，也就是去除水中过多的钙离子和镁离子，并被添加到洗衣粉中用来改善洗涤效果，这种用途沿用至今。
1925年，沸石分离分子的效应被首次报道，研究证明从孔隙中去除水后，沸石晶体可以根据大小的不同来分离气体分子。
1932年，沸石的这种特性被称为“分子筛”作用，于是它开始有了一个新的名字——分子筛——可以分离分子的筛子，这一名词首次在科学出版物中出现。
受此启发，英国化学家理查德 • 巴勒（Richard Barrer）开始深入研究沸石分子筛的气体吸附性质，并且着手人工合成沸石分子筛。
1948年，他提出一个构想，在模拟地质环境，也就是存在高温以及水沸腾后产生的自生压力的条件下合成沸石分子筛。
在这一思路指导下，首次成功实现了自然界不存在的、具有全新结构的人造沸石分子筛的合成。
这一成功拉开了水热法合成沸石分子筛的序幕。
时至今日，水热反应仍然是实验室合成以及工业生产沸石分子筛的重要方法。
人造沸石时代当时间即将进入1950年代时，沸石分子筛的商业价值愈发凸显。
一种低温吸附NOx有序介孔CMK-3负载BaRh或KMo吸附剂及其制备方法[发明专利]
![一种低温吸附NOx有序介孔CMK-3负载BaRh或KMo吸附剂及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/184ee80ce3bd960590c69ec3d5bbfd0a7956d595.png)
专利名称：一种低温吸附NOx有序介孔CMK-3负载Ba/Rh或K/Mo吸附剂及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：叶青,武润平
申请号：CN201910332207.1
申请日：20190424
公开号：CN110013829B
公开日：
20220315
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种低温吸附NOx有序介孔CMK‑3负载Ba/Rh或K/Mo吸附剂及其制备方法属于材料制备、环境净化和烟气处理技术领域。
使用硬模板法，以蔗糖作为炭源，SBA‑15为模板制备有序介孔CMK‑3载体，并通过原位法将Ba和Rh(或K和Mo)有效地负载在有序介孔CMK‑3吸附剂上。
包括以下步骤：1)采用水热合成法制备模板剂SBA‑15；2)以SBA‑15为模板，制备载体材料CMK‑3；3)采用浸渍法将Ba和Rh(或K和Mo)负载于CMK‑3制备CMK‑3负载Ba/Rh(或K/Mo)吸附剂。
所制得吸附剂能够在较低温下，高效地消除NOx气体。
本发明具有能耗低、操作简便、反应条件温和、以及可减少二次污染等优点，在燃煤电站，钢铁厂及硝酸厂等尾气NOx净化方面具有良好的应用前景。
申请人：北京工业大学
地址：100124 北京市朝阳区平乐园100号
国籍：CN
代理机构：北京思海天达知识产权代理有限公司
代理人：刘萍
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多孔炭材料简介
多孔炭材料简介由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的多孔炭材料在具备炭材料性质（如化学稳定性高、导电性好、价格低廉等）优点的同时，还具有比表面积大、孔道结构可控、孔径可调等诸多特点。
因此，多孔炭材料可应用于分离净化、色谱分析、催化、光学器件、能量存储、生物分离薄膜及纳米反应器等领域。
由三维网络结构形成的大孔结构使多孔炭材料具有优异的吸附性能。
目前，随着多孔炭材料研究的深入和应用的加快，在制备多孔炭材料时，不仅需要控制介孔材料的介观结构、孔径及孔道排列，而且对其微米级的宏观形貌也有具体要求。
现已经成功合成了球、纤维、棒、单晶和体材料等多种形貌的介孔炭材料。
一、多孔炭材料类型多孔炭材料根据孔直径大小分为三类：微孔炭材料（Micropore,＜2nm）介孔炭材料（Mesopore,2~50nm）和大孔炭材料Macropore,＞50nm）。
其中微孔炭材料又分为极微孔（＜0.7nm）和超微孔炭材料（0.7~2nm）。
根据多孔炭材料的结构特点，又将其分为无序多孔炭和有序多孔炭材料。
其中，无序多孔炭材料的孔道不是长程有序，孔道形状不规则，孔径大小分布范围宽。
无序微孔材料中很重要的一类是分子筛型微孔炭，具有均一的微孔结构，孔直径在几A之内。
图11为模板法制备的有序多孔炭及无序多孔炭的流程图5A为不连通孔道模板制备的无序多孔炭，B为相互连通空隙模板制备的有序多孔炭。
多孔炭的微孔材料适合于吸附小分子化合物，而介孔炭材料则适合吸附分子直径较大的染料、维生素及高分子化合物等。
二、制备多孔炭材料的原材料理论上，只要能得到炭都可用作合成多孔炭的原料。
因此，制备多孔炭材料的原料种类繁多，主要有生物质材料、合成高分子材料、废弃高分子材料、焦油与煤炭材料等四类。
1、生物质材料可用作炭材料前驱体的生物质材料，既可以是植物的枝、干、叶、果实与果壳，也可以是动物的骨头和粪便，也可以来源于海洋生物（如海藻）。
枝干类材料有木材、竹、树皮、玉米芯和茎；果壳类材料有稻麦壳、核桃、椰子壳、果核、栗子壳、棉子壳等；还有蔗糖、糖蜜、咖啡豆、甘蔗渣、甜菜渣、木质素等。
有序介孔碳材CMK-3性能参数 有序介孔碳材CMK-3规格参数
有序介孔碳材CMK-3性能参数有序介孔碳材CMK-3性能参数，大部人都是不大了解的。
介孔碳是一类新型的非硅基介孔材料，具有巨大的比表面积（可高达2500m2/g）和孔体积（可高达2.25cm3/g），非常有望在催化剂载体、储氢材料、电极材料等方面得到重要应用，因此受到人们的高度重视。
下面就由先丰纳米简单的介绍有序介孔碳材CMK-3性能参数。
介孔材料制得的双电层电容材料的电荷储量高于金属氧化物粒子组装后的电容量，更远高于市售的金属氧化物双电层电容器。
与纯介孔硅材料相比，介孔碳材料表现出特殊的性质，有高的比表面积，高孔隙率；孔径尺寸在一定范围内可调；介孔形状多样，孔壁组成、结构和性质可调；通过优化合成条件可以得到高热稳定性和水热稳定性；合成简单、易操作、无生理毒性。
它的优点之处还在于其在燃料电池，分子筛，吸附，催化反应，电化学等领域的潜在应用价值。
近年来，介孔材料科学已经成为国际上跨化学、物理、材料、生物等学科交叉的热点研究领域之一，更成为材料科学发展的一个重要里程碑。
另外，材料具有有序中孔孔道结构，孔径尺寸3.9 nm，比表面积在500-1500 m2/g 范围之内。
孔容在0.7-1.5 cc/g之间。
中孔炭材料具有较高的比表面积和孔容以及良好的导电性、生物相容性和耐腐蚀性等特点,在电化学电极材料、催化剂载体、色谱柱吸附剂、蛋白质分离等领域有巨大应用前景。
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先丰纳米是江苏先进纳米材料制造商和技术服务商，专注于石墨烯、类石墨烯、碳纳米管、分子筛、黑磷、银纳米线等发展方向，现拥有石墨烯粉体、石墨烯浆料和石墨烯膜完整生产线。
自2009年成立以来一直在科研和工业两个方面为客户提供完善服务。
科研客户超过一万家，工业客户超过两百家。
南京先丰纳米材料科技有限公司2009年9月注册于南京大学国家大学科技园内，现专注于石墨烯、类石墨烯、碳纳米管、分子筛、银纳米线等发展方向，立志做先进材料及技术提供商。
介孔材料专题教育课件
主要内容
• 合成机理 • 介孔氧化硅 • 合成策略 • 介孔材料构成旳扩展 • 形貌控制 • 应用研究进展
常见多孔材料旳孔分布
常见多孔材料旳孔分布比较
有序介孔材料 (Ordered Mesoporous)
M41S系列介孔材料构造简图
优点
具有高度有序旳孔道构造 孔径呈单一分布，调控（1.3－30 nm） 具有不同旳构造、孔壁（骨架）构成和性质 经过优化合成或后处理，可具有很好旳稳定性 无机组分旳多样性； 高比表面，高孔隙率； 颗粒可能具有规则外形，具有不同形体外貌 在微构造上, 介孔材料旳孔壁为无定形 广泛旳应用前景, 大分子催化、生物过程等。
缩写 CnTMA CTA， C16TMA CTAB， C16TMABr CTAC， C16TMACl Cn-s-n
Cn-s-1
CnTEA CnEOx TEOS TMOS
名称 正硅酸丙酯 正硅酸丁酯
缩写 TPOS TBOS
OCH2CH2
EO
OCH2CH2CH2
PO
EO20PO70EO20
P123
EO26PO39EO26
Mg、Al、Ga、Mn等氧化物(层状)、氧化铝 (六方)、氧化镓 (六方)、氧化钛(六方)、 氧化锡(六方)
氧化锌(层状)、氧化铝
HMS (接近六方)
MSU-X (接近六方)、氧化物（Ti，Al，Zr，Sn 六方）
SBA-15 (六方)
N0F-I+
氧化硅(六方)
• 具有金属旳氧化硅(六方、立
(S0Mn+)I0
– 当ＩＩ＞ＯＯ时，此时控制反应温度、缩短反应 时间等，使无机物种旳缩聚反应处于动力学不利 旳状态下进行以减小无机物种对产物构造旳影响， 使ＯＩ界面作用控制整个合成过程中旳相转变， 产物中旳有机物依托凡德华力结合后被包藏在产 物旳笼或孔道构造中，此时即为微孔分子筛旳合 成。
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有序介孔碳材CMK-3哪个厂家好
有序介孔碳材CMK-3哪个厂家好？这还是大家更加关心的问题。
有序介孔碳作为一类新型材料，具有均一的孔径分布、大的比表面积和孔容、有序的孔道结构等独特的结构特点，同时还具有优良的机械和热稳定性，并且对绝大多数化学反应显出惰性，在催化、吸附、分离、储氢、电化学等方面具有很好的应用前景。
那么，有序介孔碳材CMK-3哪个厂家好？这里推荐先丰纳米公司。
下面就简单的介绍有序介孔碳材CMK-3制作方法。
一般来说，有序介孔碳材料的制备方法有两种。
一是硬模板法
1、合成有序的硬模板，如介孔氧化硅等
2、灌注碳源前驱体到硬模板的孔道中
3、碳化形成复合材料
4、去除硬模板得到有序介孔碳。
这种方法程序非常繁琐、成本非常高，很难用以实现介孔碳材料的规模化合成。
二是软模板法
即超分子自组装法。
利用溶剂挥发诱导自组装(EISA)成功地合成了介孔碳材料。
该过程简单、可重复性好；然而该方法需要大量的溶剂，既污染环境又浪费原料。
此外该方法需要大面积的容器来挥发，占据大量的空间，也限制了该方法的规模化生产。
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