基于聚酯前體設(shè)計(jì)合成多孔碳及其性能研究.pdf

1、不同的前驅(qū)體、制備方法以及制備條件的控制會影響碳材料結(jié)構(gòu)和性能，如獨(dú)特的sp、sp2和sp3雜化方式、不同的成鍵形式以及材料表面和內(nèi)部的形貌等，因此而形成了琳瑯滿目的碳材料家族。多孔碳材料因其良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、優(yōu)良的電傳導(dǎo)性、比表面積較大和孔道可調(diào)控等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于水的純化，分離分析、催化及催化劑載體、能量存儲、生物和醫(yī)藥領(lǐng)域（藥物緩釋）、電容器、和電極材料（電化學(xué)生物傳感器）等方面。目前，降低制備成本、簡化制備過程和工藝并

2、制各出有實(shí)際應(yīng)用意義的功能化的多孔碳材料仍然是碳材料的研究熱點(diǎn)。
　　本文主要圍繞從綠色化學(xué)以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，利用低成本的廢舊高分子材料，聚對苯二甲酸乙二醇酯(簡寫PET)作為碳前驅(qū)體，不同的方法制備幾種多孔碳材料，對該多孔材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征分析，并研究其在水溶液中常見有機(jī)污染物吸附方面的應(yīng)用。
　　研究采用廢舊聚酯前體(PET)制備多孔碳材料，采用硬/軟模板法分別得到了具有不同大小比表面積的多孔碳材料。其中硬模板法主

3、要合成比表面積較大的介孔碳材料。選擇具有比表面積較高(1251.4m2/g)的介孔碳材料(C700)對污水中存在的苯酚、亞甲基藍(lán)和離子液體（Bmim]Cl）進(jìn)行吸附研究。考察了不同的參數(shù)，如反應(yīng)時(shí)間(t)、反應(yīng)溫度(T)和溶液初始濃度（C0）等對吸附行為的影響，對幾種污染物的吸附進(jìn)行了動力學(xué)模型和吸附模型的擬合分析。結(jié)果表明，在室溫條件下，C700對苯酚、亞甲基藍(lán)和[Bmim]Cl的吸附數(shù)據(jù)經(jīng)擬合，Langmuir吸附等溫模型的擬合度更

4、高，其吸附動力學(xué)符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。研究工作還發(fā)現(xiàn)，添加中性無機(jī)鹽對C700吸附離子液體[Bmim]Cl的吸附量有顯著影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，添加Na2SO4，吸附量明顯增大，說明了鹽析作用可以促進(jìn)C700吸附離子液體。以PET和表面活性劑F127分別作為碳前驅(qū)體和模板劑，順丁烯二酸酐為交聯(lián)劑，采用軟模板法一步合成多孔碳材料并初步探索了無機(jī)酸(HNO3)和無機(jī)堿(NaOH)修飾多孔碳材料。研究結(jié)果表明，F(xiàn)127和順丁烯二酸酐的最佳比例是4