【摘要】：有序介孔碳由于它具有較大的比表面積與特殊的孔道結(jié)構(gòu)。因此其在催化與電化學(xué)等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用。并且由于生物質(zhì)原料來源廣泛易得可再生,因此近年來許多學(xué)者對采用生物質(zhì)原料制備介孔碳材料也展開了研究。采用硬模板的方法制得的有序介孔碳由于其能夠反相復(fù)制具有有序細(xì)觀結(jié)構(gòu)的有序介孔硅。因此,其合成的介孔碳材料有序性較高。它們更有利于金屬顆粒的均勻負(fù)載與電解質(zhì)離子的吸附和擴(kuò)散。本論文主要通過硬模板法,采用木質(zhì)素油為碳前體合成了有序介孔碳材料。并研究了有序介孔碳的電化學(xué)性能與其作為催化劑載體并負(fù)載Ru制備催化劑后在解聚松木反應(yīng)中的解聚性能。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:(1)采用軟模板法分別合成了兩種有序介孔二氧化硅SBA-15與KIT-6。(2)將蘋果木進(jìn)行解聚后得到其中的不可萃木質(zhì)素油,分別采用不同的碳前體蔗糖,酚醛樹脂與不可萃蘋果木木質(zhì)素油填充至有序介孔二氧化硅的孔道中制得有序介孔碳材料,討論了采用木質(zhì)素油制備有序介孔碳的過程中的影響因素。結(jié)果表明,木質(zhì)素油與甲醛可以通過硬模板法在孔道內(nèi)聚合制備成有序介孔碳。(3)采用三電極體系對有序介孔碳材料CMK-3與MC進(jìn)行了電化學(xué)性能測試。結(jié)果表明兩種有序介孔碳材料具有一定的電容性能和很高的循環(huán)穩(wěn)定性。在循環(huán)3000次后它們的比電容保持率為90%左右。(4)浸漬法制備木質(zhì)素介孔碳Ru/MC催化劑。在催化劑解聚松木的實驗中,使用Ru/MC得到的木質(zhì)素油的收率最高達(dá)到了 87.9%,其次是Ru/CMK-3達(dá)到了 85.8%左右,最后是商業(yè)化的Ru/C其收率為61.7%。并且采用三種催化劑解聚松木得到的木質(zhì)素油的成分大致相同。
【圖文】：

一種有序介孔材料可以擴(kuò)展到更大孔徑范圍從而使其應(yīng)用更加廣泛［１９］。于是人們選用逡逑表面活性劑這種較大分子組裝體作為導(dǎo)向劑以形成中孔。第一種有序的介孔材料由逡逑Ｍｏｂｉｌｅ公司研宄小組于［２（）］報道了使用表面活性劑分子合成的ＭＣＭ－４１（如圖１－１所示）。逡逑由于這個發(fā)現(xiàn)，后續(xù)便成功合成了各種具有有序的介孔結(jié)構(gòu)形態(tài)的材料。有序介孔材逡逑料的特征在于其高孔隙度和不同的孔隙之間四通八達(dá)的連通性，和井然有序的孔道，逡逑甚至是在自然環(huán)境下的化學(xué)惰性以及很大的內(nèi)外比表面積。然而這些都可以通過調(diào)節(jié)逡逑合成時的條件和改變表面活性劑的種類來實現(xiàn)。逡逑如趙和同事們在酸性介質(zhì)中使用非離子三嵌段共聚物，成功地合成了高度有序的逡逑中空圣塔芭芭拉非晶體系列（ＳＢＡ）的二氧化硅，其孔徑達(dá)３００埃米特別說明了逡逑使用三嵌段共聚物（ＰＥ0２Ｇ－ＰＰ0７0－ＰＥ０２0）作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑合成的ＳＢＡ－１５，其壁厚均逡逑勻，內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)暢通發(fā)達(dá)［２２１。由于ＳＢＡ－１５的孔壁尺寸較大具有較厚的孔壁這使得逡逑它具有更好的水熱穩(wěn)定性和整體的機(jī)械強(qiáng)度。并且它的整體形貌呈現(xiàn)出整齊的六方逡逑狀。也基于這一優(yōu)點(diǎn)，在采用堅固的硬模板法合成有序中孔碳的過程中，ＳＢＡ－１５是逡逑一種十分合適的的納米模板劑。逡逑在迄今為止發(fā)展起來的介孔二氧化硅中

個是軟模板的方法。在軟模板法中，通常，各種類型的表面活性劑被當(dāng)作合成各種有逡逑序介孔材料的導(dǎo)向劑。并且這些表面活性劑模板劑通常不是成型堅硬的固體模板。因逡逑此也稱為軟模板模板方法如圖１－２所示。逡逑邐■■丨邋邐邐？逡逑Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ邋ａｎｄ逡逑Ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ邐４逡逑Ｌ＾Ｊ邐５逡逑４邐５邐６逡逑？邐逡逑圖１－２軟模板法制備多孔材料逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｅｎｄｏｔｅｍｐｌａｔｅ邋（ｓｏｆｔ邋ｍａｔｔｅｒ邋ｔｅｍｐｌａｔｉｎｇ）邋ｍｅｔｈｏｄ邋ｆｏｒ邋ｐｏｒｏｕｓ邋ｍａｔｅｒｉａｌｓ逡逑這種“納米硅鑄造”過程中，多孔固體用作模板代替表面活性劑。從而，，這種方法逡逑也被稱為“硬物質(zhì)模板”法。用無機(jī)前體填充了框架的空心空間，然后在合適的條件下逡逑固化。就這樣，在刪除填充的模板劑之后，模板的孔隙系統(tǒng)被復(fù)制為“負(fù)像”［３４］。那么逡逑就可以得到具有大比表面積的共聚物材料如圖１－３所示。逡逑？逡逑S肧霉玈緬義希櫻錚歟椋溴澹簦澹恚穡歟幔簦邋危停澹螅錚穡錚潁錚酰簀義希潁澹穡歟椋悖徨義賢跡保秤材０宸ㄖ票付囁撞牧襄義希疲椋紓保沖澹牛錚簦澹恚穡歟幔簦邋澹ǎ瑁幔潁溴澹恚幔簦簦澹蟈澹簦澹恚穡歟幔簦椋睿玨澹幔穡穡潁錚幔悖瑁╁澹媯錚蟈澹穡錚潁錚酰簀澹恚幔簦澹潁椋幔歟簀義希保梗梗材輳砟０宓姆椒ㄊ狀偽灰氬⒊曬銑閃隋澹停茫停矗�，同时提畴h肆街植煌義希村義

本文編號：2629459