有序介孔碳

有序介孔碳

有序介孔碳(Ordered mesoporous carbons,簡稱OMCs)是指在微觀上具有有序結構的介孔碳材料。

根據IUPAC(國際純粹與套用化學聯合會)規定,多孔材料按照孔徑大小可分為三類:孔徑小於<2nm的稱為微孔材料,如沸石、活性炭、金屬-有機物框架結構材料等;孔徑在2-50nm之間的為介孔材料,在一些文獻中也叫中孔材料,代表有介孔碳、以M41S為代表的矽系介孔材料等;孔徑大於50nm的為大孔材料,如大孔樹脂等。

概述圖圖源:

基本介紹

定義,微觀結構,CMK-3,CMK-5,FDU系列,性質,製備方法,硬模板法,軟模板法,

定義

有序介孔碳即具有規整有序結構的介孔碳材料。

微觀結構

有序介孔碳的微觀結構多種多樣,下面僅舉例部分介孔碳的微觀結構。

CMK-3

CMK-3的微觀結構是中間有細小支撐結構的六方結構,之間的孔隙組成介孔結構。圖源
有序介孔碳
CMK-3微觀結構

CMK-5

CMK-5的微觀結構可以當做是空心的六方結構,空心部分一般為微孔結構。圖源
有序介孔碳
CMK-5微觀結構

FDU系列

FDU系列介孔碳為整體結構的介孔碳,孔隙為六方結構。圖源
有序介孔碳
FDU系列介孔碳的製備流程

性質

有序介孔碳具有極大的比表面積,可以作為超級電容器的電極材料、吸附劑材料、催化劑載體等使用。同時有序介孔碳的孔徑可調,可以調整製備過程的原材料來得到不通孔徑的有序介孔碳材料。

製備方法

硬模板法

利用有序的介孔材料作為模板,將碳前驅體負載到模板上。經過碳化與去除模板的過程得到介孔碳材料。

軟模板法

使用可以發生自組裝反應的有機物質作為軟模板,模板材料與碳前驅體反應並通過鍵連線在一起,隨後發生自組裝反應。分為EISA與水熱法兩種。

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