Page 82 - 《精细化工》2020年第12期
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·2444· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷
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业化的大比表面积(3010 m /g)活性炭相比,由于介 染物的吸附性能,通常选取某一种或者某几种目标
孔碳有更大的介孔率和孔径(5.28~7.95 nm),故对生 污染物进行研究,污染物范围较窄,限制了其在水
物活性分子的吸附量更大。介孔碳的平均孔径随着 处理中的实际应用。另外,应加强介孔碳材料对不
MgO 添加量的增加而增大,吸附容量和吸附速率与 同污染物去除机理的研究,以便根据污染物的特征
介孔率和介孔孔径呈正相关关系,故而可以通过调 及处理条件的特殊性,对介孔碳材料的结构进行调
控 MgO 的添加量达到预定的吸附目标。VINU 等 [78] 整,从而达到特定的吸附目的。
使用过硫酸铵对有序介孔碳 CMK-3 进行氧化,得到
参考文献:
羧基功能化的有序介孔碳材料。尽管比表面积和孔
[1] KARNAN M, SUBRAMANI K, SRIVIDHYA P K, et al.
容有所减小,但羧基的引入使得材料对溶菌酶的吸 Electrochemical studies on corncob derived activated porous carbon
附能力提高到 2 倍左右。通过控制氧化时间、氧化 for supercapacitors application in aqueous and non-aqueous
温度、过硫酸铵浓度,可以有效调控有序介孔碳的 electrolytes[J]. Electrochimica Acta, 2017, 228: 586-596.
[2] LI J X, HAN K H, LI S J. Porous carbons from Sargassum muticum
羧基化程度。 prepared by H 3PO 4 and KOH activation for supercapacitors[J].
Journal of Materials Science Materials in Electronics, 2018, 29(10):
4 结束语与展望 8480-8491.
[3] JIANG W J, SUN L B, YIN Y, et al. Ordered mesoporous carbon
有序介孔碳材料具有比表面积高、孔道结构规 CMK-3 modified with Cu(Ⅰ) for selective ethylene/ethane adsorption[J].
Separation Science and Technology, 2013, 48(6): 968-976.
则有序、孔径分布狭窄、孔径大小可调控等结构特
[4] ZHANG L, CAO W G, ALVAREZ P J J, et al. Oxidized template-
点和高机械强度、强吸附能力、化学惰性以及低密 synthesized mesoporous carbon with pH-dependent adsorption
度等性能特点,在吸附、分离、催化、储能等诸多 activity: A promising adsorbent for removal of hydrophilic ionic
liquid[J]. Applied Surface Science, 2018, 440: 821-829.
领域应用广泛。经过 21 世纪初的蓬勃发展,介孔碳
[5] SUN N, ZHANG M H, DONG X Q, et al. Preparation of sulfonated
材料的制备方法日趋成熟,其中模板法是保证材料 ordered mesoporous carbon catalyst and its catalytic performance for
介孔有序性的有效方法。模板和碳源的选择对有序 esterification of free fatty acids in waste cooking oils[J]. RSC
Advances, 2019, 9: 15941-15948.
介孔碳材料结构和性能的控制至关重要。有序介孔
[6] SHAO Y, RUAN J H, LI X X, et al. Structured Fe 3O 4-doped ordered
硅为硬模板和嵌段共聚物为软模板是制备有序介孔 mesoporous carbon catalyst supported on sintered metal fibers for
碳的常规方法,天然矿物和 MOFs 材料作为硬模板 intensifying phenol degradation[J]. Process Safety and Environmental
Protection, 2020, 136: 288-295.
为产品的工业化推广或杂原子的引入提供了思路。 [7] YUAN D S, ZENG F L, YAN J, et al. A novel route for preparing
采用双模板法有序引入微孔或大孔以合成多级有序 graphitic ordered mesoporous carbon as electrochemical energy
介孔碳材料,可有效提高材料的比表面积和孔容。 storage material[J]. RSC Advances, 2013, 3(16): 5570-5576.
[8] CASTRO-MUIZ A, LORENZO-FIERRO S, MARTÍNEZ-ALONSO
针对有序介孔碳材料在吸附、催化、储能等领域的 A, et al. Ordered mesoporous carbons obtained from low-value coal
实际应用,仍需改进的地方有:(1)利用商品化的 tar products for electrochemical energy storage and water
高分子表面活性剂为软模板制备的有序介孔碳材料 remediation[J]. Fuel Processing Technology, 2019, 196: 106152.
[9] DENG Y, XU A F, LU W T, et al. Graphene-based ordered mesoporous
孔径较小,这限制了材料在生物大分子、高分子吸 carbon hybrids with large surface areas for supercapacitor[J]. New
附领域中的应用,故而设计并合成大孔径有序介孔 Journal of Chemistry, 2018, 42(9): 7043- 7048.
碳材料是仍需深入研究的课题;(2)新型模板剂的 [10] ZHANG Y, QI F S, LIU Y J. Fabrication of high B-doped ordered
mesoporous carbon with 4-hydroxyphenylborate phenolic resin for
引入可实现有序介孔碳材料结构与性能的多样性, supercapacitor electrode materials[J]. RSC Advances, 2020, 10:
然而,首先设计并合成特定分子量及拓扑结构的模 11210-11218.
[11] LIU Y, LI Y J, HE X W. In situ synthesis of ceria nanoparticles in the
板剂,如嵌段共聚物、POSS 基嵌段共聚物、二氧化
ordered mesoporous carbon as a novel electrochemical sensor for the
硅基嵌段共聚物等,是新型有序介孔碳制备的关键 determination of hydrazine[J]. Analytica Chimica Acta, 2014, 819:
因素;(3)多级交叉结构的有序微/介孔碳、有序大 26-33.
[12] ZHANG Y, WATERHOUSE G I N, XIANG Z P, et al. A highly
/介孔碳材料的制备仍是合成介孔碳的热点;(4)在
sensitive electrochemical sensor containing nitrogen-doped ordered
催化、储能、吸附领域,杂原子的引入以及介孔碳 mesoporous carbon (NOMC) for voltammetric determination of
的表面功能化是显著提高材料实际应用性能的有效 L-tryptophan[J]. Food Chemistry, 2020, 326: 126976.
[13] MA T Y, LIU L, YUAN Z Y. Direct synthesis of ordered mesoporous
手段。
carbons[J]. Chemical Society Reviews, 2013, 42(9): 3977-4003.
在水处理领域,有序介孔碳材料是一种理想的 [14] KNOX J H, KAUR B, MILLWARD G R. Structure and performance
吸附材料。有序介孔碳材料的孔径大小及分布可调 of porous graphitic carbon in liquid chromatography[J]. Journal of
Chromatography A, 1986, 352: 3-25.
控,介孔表面易于修饰,可通过改性进一步提高材
[15] RYOO R, JOO S H, JUN S. Synthesis of highly ordered carbon
料的吸附容量及吸附选择性。为了考察介孔碳对污 molecular sieves via template-mediated structural transformation[J].