制備工藝對(duì)介孔炭材料結(jié)構(gòu)及性能的影響.pdf

1、介孔炭材料因其具有導(dǎo)電、傳熱性好、耐腐蝕、耐高溫，孔徑均一等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電極材料、催化劑載體以及分離材料等能源儲(chǔ)存和環(huán)保領(lǐng)域。由于有序介孔炭材料孔徑及其孔徑大小均一性對(duì)介孔炭材料的應(yīng)用有著巨大的影響，因此對(duì)介孔炭材料孔徑及其孔徑大小均一性的研究也成為了目前研究工作的目標(biāo)。
　　本論文以間苯二酚(R)-甲醛(F)為碳源，三嵌段共聚物F127為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，通過(guò)溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)自組裝合成介孔聚合物，經(jīng)干燥、高溫炭化制備介孔炭材料;探討

2、了介孔聚合物的合成工藝、炭化工藝、以及干燥工藝等制備工藝參數(shù)對(duì)所制備的介孔炭材料孔結(jié)構(gòu)的有序性、孔分布及尺度等性能的影響;采用FT-IR、XRD、HRTEM、FESEM及N2吸附等分析手段對(duì)所制備介孔炭進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能的表征，初步探討了介孔炭的形成機(jī)理，同時(shí)探討了介孔炭材料的電化學(xué)性能。得到了如下研究結(jié)果:
　　聚合物的最佳合成工藝為:反應(yīng)溫度為45℃、F127摩爾比例為0.0081、攪拌速度為500r/min、攪拌時(shí)間為6h;聚合物

3、干燥的最佳工藝條件為:靜置分層溫度為35℃、靜置揮發(fā)溫度35℃、時(shí)間24 h;固化升溫速率為1℃/min、溫度為90℃;炭化溫度為800℃時(shí)制備的介孔炭的有序性最佳，介孔炭材料為具有高度有序性的二維六角結(jié)構(gòu)，BET比表面積為696.78m2/g左右，平均孔徑為7.75 nm。
　　聚合物的干燥方式（冷凍、水浴、鼓風(fēng)、真空）即乙醇的揮發(fā)速度對(duì)所制備介孔炭的孔結(jié)構(gòu)、炭結(jié)構(gòu)有很大的影響。在冷凍干燥條件下制備的有序介孔炭具有高度有序的二維

4、六角介孔結(jié)構(gòu)，比表面積高達(dá)744.1m2/g，平均孔徑約為6.4 nm。而采用真空干燥方式制備的介孔炭為蠕蟲狀孔結(jié)構(gòu)，比表面積為506.9 m2/g，平均孔徑約為9.16 nm。通過(guò)控制介孔炭制備過(guò)程中的干燥方式也就是乙醇的揮發(fā)速度，可以有效地調(diào)控介孔炭孔結(jié)構(gòu)的有序性、孔徑尺寸及微觀結(jié)構(gòu)。
　　文章中通過(guò)將介孔炭作為超級(jí)電容器的電極材料，測(cè)試研究活化前后介孔炭材料的電容性能。結(jié)果表明:相對(duì)于活化前介孔炭的比表面積為673.80 m