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炭微球的制備方法(四)

更新時(shí)間:2017-09-06 點(diǎn)擊次數(shù):2288

4.模板法

 

模板法是使用某種物質(zhì)作為模板,利用其結(jié)構(gòu)導(dǎo)向作用,與炭前驅(qū)體形成聚合物,再經(jīng)過炭化和去除模板等過程,制備出中孔炭微球。通過控制模板的形狀、尺寸和含量,實(shí)現(xiàn)對(duì)材料孔結(jié)構(gòu)的控制。模板法相比其它方法,具有孔結(jié)構(gòu)可控的優(yōu)點(diǎn),是一種十分有應(yīng)用前景的方法。模板法根據(jù)使用模板性質(zhì)的不同,可分為軟模板法和硬模板法。

 

(1)軟模板法

 

軟模板法通常是向體系中加入表面活性劑或嵌段共聚物,需要在反應(yīng)過程中形成模板,軟模板與炭前驅(qū)體之間要有較強(qiáng)的作用力,否則很難自組裝成新的結(jié)構(gòu),隨著軟模板劑自組裝形成有序結(jié)構(gòu),經(jīng)過炭化,軟模板受熱分解形成中孔炭。Beck等利用表面活性劑作為有機(jī)模板制備出分子篩MCM-41,并通過液晶模板理論解釋了這個(gè)合成過程。Song等以蔗糖分子為碳源,CTAB、PS微球作為模板劑,制備擔(dān)載Pt金屬的空心炭微球。Liu等通過兩步炭化法制備有序中孔炭微球并研究其在超級(jí)電容器上的應(yīng)用性能。

 

(2)硬模板法

 

硬模板法是使用無機(jī)物模板劑如硅溶膠作為聚合物的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),在炭化和刻蝕后,可以成為中孔炭的孔道結(jié)構(gòu)。Hampsey等以溶膠輔助自組裝法得到的多孔硅顆粒為模板,進(jìn)一步制備球形有序中孔炭顆粒,結(jié)果表明,制備的中孔炭球平均孔徑為6nm,但粒徑分布較寬。Knox等以苯酚和十六胺作為炭前驅(qū)體,以商業(yè)硅溶膠和水玻璃為模板劑,經(jīng)過熱處理、炭化和刻蝕后制備了中孔炭。

 

軟模板法制備過程中可以省去刻蝕模板的步驟,簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)步驟節(jié)約了成本,但是其對(duì)孔徑的控制不夠。硬模板法在所有的制備中孔炭微球方法中,是對(duì)孔徑控制的一種方法。

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