由于碳材料具有高比表面積、豐富的孔隙結構以及良好的吸附、催化、電化學等性能,已被廣泛應用于生物醫(yī)藥、儲能、環(huán)保等領域。研究發(fā)現(xiàn),碳材料的形貌、尺寸、結構決定其物理化學性質,并進一步影響其應用效果,因此,碳材料可控制備技術的研究對實現(xiàn)其物化特性調控及功能化應用具有重要意義。溶劑熱-模板法具有設備簡便、產品雜質少、易操作等特點,是碳材料可控制備的有效途徑之一。但目前對溶劑熱-模板法制備碳材料的研究主要集中于制備工藝方面,關于碳材料的可控制備及制備過程中反應生長機理的研究相對較少。而反應生長機理又是碳材料可控制備及科學放大的基礎,因此本文開展溶劑熱-模板法可控制備碳材料及反應生長機理研究,并探索了其用于催化劑的可行性。主要研究內容和結論如下:1.碳材料的可控制備研究�？疾炝祟A混方式、反應體系、模板劑種類對碳材料形貌的影響規(guī)律,研究發(fā)現(xiàn):以二茂鐵為碳源制備碳材料,通過組合調控預混方式（STR和RPB）、預混時間及原料配比制備出項鏈狀碳材料（CSCP）、空心碳材料（HCM）、碳納米帶（CN）;以葡萄糖為碳源制備碳材料,通過組合調控模板劑種類、原料配比及反應時間制備出實心碳球（SCS）、空心碳球（... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?Ｉｉｊｉｍａ觀察到的多壁碳納米管??Ｆｉｇ．?１－１?Ｏｂｓｅｒｖｅｄ?ｍｕｌｔｉ－ｗａｌｌｅｄ?ｃａｒｂｏｎ?ｎａｎｏｔｕｂｅｓ?ｂｙ?Ｉｉｊｉｍａ??

黃金”。制備碳纖維的前驅體主要??包括聚丙烯腈（ＰＡＮ）、瀝青和粘膠，其中采用ＰＡＮ制備碳纖維的工藝相對簡單，產??品力學性能優(yōu)異，目前聚丙烯腈基碳纖維占碳纖維總量的９０％以上［１４］。??玻璃碳是完全由ｓｐ２雜化原子組成的非晶碳材料，外形與玻璃相似，具有高硬度、??化學惰性、氣密性、導電性和不透氣性等優(yōu)良特性，在軍工材料和航天航空領域應用??廣泛，玻璃碳主要通過碳化酚醛樹脂及糠醇樹脂等富碳原料制備得到。??ｍａｃｒｏｐｏｒｅ?ｍｉｃｒｏｐｏｒ？??ｓｕｂ－ｍｉｃｒｏｐｏｒｅ??圖１－２不同尺寸孔結構示意圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｏｒｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｉｚｅ??多孔碳材料是具有高度發(fā)達的孔隙結構和高比表面積的無定形碳材料。多孔碳材??料按孔徑大小進行劃分可分為微孔（孔徑＜２?ｎｍ）、介孔（孔徑為２－５０?ｎｍ）、大孔（孔??徑＞５０?ｎｍ）碳材料［１＼其孔隙結構主要包括開孔和閉孔兩種，開孔又分為交聯(lián)孔、通??孔和盲孔［１６］，其孔隙形狀主要包括狹縫形孔、筒形孔、球形孔、墨水瓶形孔、錐形孔??等；按照微觀結構進行劃分可分為無序和有序多孔碳［１７］，其中無序多孔碳是孔道形狀??不規(guī)則、孔徑分布范圍寬的碳材料，而有序多孔碳是具有有序孔道結構且孔徑分布范??３??

?第一章文獻綜述???ｃｍ??纖＿??圖１－３不同形貌的多孔碳材料圖像：（ａ）微孔碳纖維，㈨空心多孔碳球，⑷多孔碳納米球，（ｄ）花??球狀多孔碳，（ｅ）蜂窩狀多孔碳??Ｆｉｇ．?１－３?Ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｏｒｏｕｓ?ｃａｒｂｏｎ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ：?（ａ）?ｔｈｅ?ｍｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓ?ｃａｒｂｏｎ??ｎａｎｏｆｉｂｅｒｓ，?（ｂ）?ｔｈｅ?ｈｏｌｌｏｗ?ｐｏｒｏｕｓ?ｃａｒｂｏｎ?ｓｐｈｅｒｅｓ，?（ｃ）?ｔｈｅ?ｐｏｒｏｕｓ?ｃａｒｂｏｎ?ｎａｎｏｓｐｈｅｒｅｓ，?（ｄ）?ｔｈｅ??ｂａｌｌ－ｆｌｏｗｅｒ－ｌｉｋｅ?ｃａｒｂｏｎ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ，?（ｅ）?ｔｈｅ?ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ－ｌｉｋｅ?ｐｏｒｏｕｓ?ｃａｒｂｏｎ??１．３．２多孔碳材料的催化性能??多孔碳材料的高比表面積有助于提高催化活性點位的分散度，減少貴金屬催化劑??的負載用量，達到降低成本的目的，其較好的化學穩(wěn)定性有利于催化劑的再回收，豐??富的孔隙結構有利于反應原料與反應產物的擴散。??多孔碳材料在催化領域展示出良好的催化性能。Ｈｕ等制備出空心球狀微孔碳??材料，研究發(fā)現(xiàn)在空心球狀微孔碳材料上負載Ｐｄ，其電催化乙醇氧化的催化活性比在??Ｖｕｌｃａｎ?ＸＣ－７２上負載Ｐｄ的催化活性高３倍，與粉體狀的Ｖｕｌｃａｎ?ＸＣ－７２相比，空心球??狀結構使得孔隙通道更加通透，適合反應物及催化產物在界面快速轉移。Ｚｈａｏ等??綜述了多孔碳材料用于催化轉化纖維素的研究，研宄表明：在水解反應中，具有豐富??的含氧官能團的多孔碳被用作固體酸催化轉化纖維素，多孔碳的比表面積、介孔結構、??

【參考文獻】：
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本文編號：3274588