納米碳球的制備及其吸附性能的研究.pdf

1、因水體污染和溫室效應(yīng)問題的存在，迫切需要開發(fā)新的吸附材料于以應(yīng)對。球形納米碳材料具有較大的比表面積和孔體積、均一的孔道結(jié)構(gòu)、可控的形貌及可調(diào)的表面化學(xué)性質(zhì)等特點(diǎn)，可應(yīng)用于催化、超級電容器、吸附分離及能量儲存等諸多現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域。本論文從球形納米碳材料的制備方法入手，制備出不同性質(zhì)球形納米碳材料，并研究其在吸附方面的應(yīng)用性能。論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　1)以苯酚和甲醛為碳源，嵌段共聚物F127為模板劑，制備直徑約為110nm的介孔

2、納米高分子球，再通過改性摻鐵和碳化過程，制備出不同摻鐵量的磁性介孔納米碳球。通過水溶液中六價(jià)鉻離子吸附性能測試證明，所制備的磁性介孔納米碳球結(jié)合了Fe3O4納米顆粒和介孔碳納米球的特點(diǎn)，顯示出較高的協(xié)同吸附六價(jià)鉻離子的性能。并且隨著摻鐵量的增加，吸附量隨之增加。同時(shí)，在外磁場作用下，磁性介孔納米碳球可以很好的實(shí)現(xiàn)磁性分離。實(shí)驗(yàn)中結(jié)合吸附動力學(xué)和吸附等溫線研究，全面分析了其作為工業(yè)吸附劑的可能性。
　　2)提出“自催化”方法制備空心

3、納米碳球的新思路。本實(shí)驗(yàn)選用間苯二酚和甲醛為碳源，改性的納米二氧化硅球?yàn)槟０搴痛呋瘎?，在不加氨水和陽離子催化劑十六烷基苯甲基溴化銨的條件下，自催化制備出空心納米碳球。嫁接在納米二氧化硅球表面的氨基，不僅提供了輕微的堿性環(huán)境，催化間苯二酚-甲醛樹脂的聚合，并且提供正電荷包覆在納米二氧化硅球表面，吸附表面帶負(fù)核電荷的酚醛樹脂沉積包覆在納米二氧化硅球表面，形成納米二氧化硅球@酚醛樹脂的核殼結(jié)構(gòu)。最后經(jīng)碳化、去除二氧化硅，得到的納米空心碳球完全

4、復(fù)制了二氧化硅球的形貌，粒徑均一，比表面積為777 m2 g-1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)KOH活化后得到的納米空心碳球具有良好的CO2吸附性能。另外，自催化的方法也成功擴(kuò)展到用其他碳源（如:間氨基苯酚）制備出粒徑均一的空心納米碳球。
　　3)采用改進(jìn)的St(o)ber制備的二氧化硅球?yàn)橛材０?，HMF作為碳前驅(qū)體，在水熱條件下直接快速的制備空心納米碳球。該材料具有大的空心結(jié)構(gòu)、薄殼滲透性和高的比表面積，表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附CO2的性能。重復(fù)的