沸石矿为模板制备多孔炭的研究.pdfVIP

第# 卷! 第% 期 新! 型! 炭! 材! 料 GH, #! AH, % ! ## 年( 月 AB C:6;DA E:86F:@ E$I , ## ! 文章编号：! %##’!++’ （## ）#%!##%(!# 沸石矿为模板制备多孔炭的研究 刘贵阳，! 黄正宏，! 康飞宇 （清华大学 材料科学与工程系，北京! %###+$ ） 摘! 要：! 以几种沸石矿为模板、蔗糖为碳源，通过模板法制备了多孔炭，并用’’ 4 氮气吸附和5 射线衍射仪 （567 ）进行了表征。结果表明：此方法可以制备出具有一定比表面积和较大中孔容积的多孔炭，其中孔率随着模 板中孔容积的增大而增加，但在所制多孔炭中存有少量的杂质。 关键词： ! 多孔炭；模板；沸石矿 中图分类号： ! 89 $$ , %! ! ! 文献标识码：! : %! 前言 炭的前驱体，采用相同的处理工艺，制备出几种多孔 炭，并对这些多孔炭进行分析与表征。 ! ! 近年来，多孔炭材料在环境和能源等领域得到 了广泛的运用。多孔炭发挥作用，主要依赖于它巨 ! 实验 大的比表面积和丰富的孔结构。众所周知，活性炭 ! , # 多孔炭的制备 的微孔结构对于气体小分子的吸附是非常重要的。 蔗糖是一种具有两个六元环的小分子有机物， 但是，当吸附质为聚合物、染料或维生素时，只有中 在一定的条件下可以发生聚合，因此它是作为模板 孔才能吸附这些大分子物质。因此制备具有较窄孔 法制备多孔炭比较理想的碳源之一；硫酸由于其强 径分布的中孔结构的多孔炭成为近年来炭材料研究 大的脱水作用，在蔗糖的聚合过程中起到催化的作 中的热点，并且出现了很多控制多孔炭孔结构的新 ［%!( ］ ［$!%# ］ 用。实验中所用蔗糖和硫酸均为北京化学试剂有限 型方法 。在这些方法中，模板法 较引人注 公司出品，纯度为化学纯。所用模板材料为产于内 目。采用此法可以制备出 ;8 比表面积高达 ［’ ］ 蒙古的( 种沸石矿，分别编号为=%、= 、=( 。经过初 ( ,## # + 的多孔炭材料 。模板法在多孔炭的研 步的能量扩散分光仪（7 ）和567 分析得知，这 究中具有重要的意义，因为它不仅提供了一个制备 三种沸石的主要成分分别为斜发沸石、透长石、辉沸 多孔炭、炭分子筛的简易方法，而且提出了一个利用 石。每种矿中沸石的含量都不是很高，其中= 主 材料之间物理化学组成的差异在不同物质之间进行 要为长石，沸石只是它的一个伴生矿。在实验之前， 结构互换的思路，所以模板法制备多孔炭越来越多 沸石矿经过下面的预处理：首先，用去离子水清洗三 地引起了炭研究者的极大兴趣。但是，长期以来，制 次，去掉沸石表面的可溶性物质