多孔碳材料的制备、改性及吸附应用

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1、ClassifiedIndex：O613．71UDC：544．4SecrecyRate：UniversityCode：HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreePubficizedPreparationandModificationofPorousCarbonforAdsorptionCandidate：Supervisor：AssociateSupervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Sp

2、eciality：Employer：DateofOralExamination：ZangWenweiProf．YuYifengProf．ChenAibingMasterofEngineeringChemicalEngineeringandTechnologyCollegeofChemical&PharmaceuticalEngineeringMav16，2014河北科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体

3、，均己在文中以明确方式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：疲友／申指导教师签名：寸囊锑Ⅺf牛年5月J弓日列斗年岁月侈13河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复

4、制手段保存和汇编本学位论文。口保密，在一年解密后适用本授权书。本学位论文属于弗保密。(请在以上方框内打“寸’)学位论文作者签名：wI牛年r月l多日耕⋯燧名：迢囊哞Ⅺf牛年S月f弓日’摘要多孔碳材料具有可控的孔隙结构和表面化学性质，被广泛的应用于催化、吸附、传感及电化学等领域，通过改性，掺杂等方法可改善多孔碳材料的性能。掺氮可以极大的改变材料的电子和晶格结构、增强其亲水性、影响材料表面的酸碱性。本论文采用模板法合成了一系列多孔碳材料。探索研究了介孔碳材料骨架结构的调控，氮原子掺杂和形貌控制的路径及反应机理，并研

5、究了其在酸性气体吸附和甲基橙吸附等领域的应用。首先，采用多种类型的离子液体为碳源，一步法加入到SBA-15前驱体溶液中制备了氮掺杂的离子液体／硅复合材料。特别是离子液体1．十六烷基．3．甲基咪唑为氮源，经过溶剂挥发，碳化溶硅后得到整体大块碳材料。这种整体大块碳材料在催化、吸附及电化学领域有潜在的应用。以尿素为廉价碳氮源，首次在水相中一步法合成掺氮纳米碳球，脲醛树脂水溶液有着丰富的．OH与嵌段聚合物F127通过氢键连接，共组装成有序的体心立方结构(Im3m)。提出了水相掺氮碳球的形成机理。研究该材料对酸性气体吸

6、附，实验结果表明，所合成的介孔掺氮碳材料具有良好的静态C02吸附能力和动态S02吸附能力。为了便于质量快速传递，对蠕虫状孔结构进行设计和改善。我们以蠕虫状介孔硅为硬模板，F127为软模板和TEOS作为无机添加剂通过溶剂挥发的方法制各三种分级多孔结构的碳材料(WMCs)。添加F127有利于新介孔的产生，引入TEOS可创造多余的微孔来增加比表面积。研究了分级蠕虫状孔碳材料的形貌、孔结构和比表面积对甲基橙分子吸附的影响。除此之外，吸附等温线和吸附动力学模型用来研究WMCs对甲基橙分子的吸附机理。关键词多孔碳；氮掺杂

7、；离子液体；C02捕获；S02吸附；甲基橙吸附河北科技大学硕士学位论文II目录AbstractDuetothecontrollableporestructureandsurfacechemicalproperties，porouscarbonmaterialsarewidelyusedinadsorption,catalysis，electrochemistryandsensoreta1．DopingandmodificationCanbeeffectivewaystoimprovetheperformanc

8、eofporouscarbonmaterials．Nitrogendopinggenerallycouldaltertheelectronicandcrystallinestructuresofthecarbonmaterials，enhancingthesurfacepolarityandintroducingbasicactivesites．Inthispaper,aseriousofmesop