MOF衍生碳材料的制备与研究进展*
2021-01-11唐晨溪陈晓敏冯兆路白雪峰
化学与粘合 2021年1期
关键词:催化剂
唐晨溪,陈晓敏,冯兆路,白雪峰,,**
(1.黑龙江大学 化学化工与材料学院,黑龙江 哈尔滨150080;2.黑龙江省科学院 石油化学研究院,黑龙江 哈尔滨150040;3.哈尔滨工程大学材料科学与工程学院,黑龙江 哈尔滨150001)
前 言
多孔碳因其具有高的比表面积、低的相对密度、简单的制备方法、来源广泛以及优异的吸附性能等优点已被广泛用作气体吸附剂、催化剂载体和电极材料等,吸引了大批科研人员的关注。目前,多孔碳主要通过热解含碳量为40%~90%的有机前驱体获得,例如木材、无烟煤、沥青和椰壳等。随着人们对碳材料的关注和研究的深入,更多的含碳物质被用来制备多孔碳,前驱体的选择范围变得更广。为了实现多孔碳的可控制备,得到具有优良物理化学性质的碳材料,前驱体的选择是关键因素之一。
金属有机框架材料(MOF)是过渡金属离子与有机物通过配位键连接形成的具有周期性网络结构的晶体多孔材料。它种类繁多,具有高孔隙率、大比表面积、规则的孔道结构、孔道易调控以及易实现功能化等优点[1~4]。在光学、磁学、吸附分离、气体储存及催化方面拥有巨大的应用潜力。Liu等[5]首次使用MOF-5作为前驱体和模板与糠醇混合后通过程序升温加热的方式成功地制备出具有高孔隙率和高比表面积的多孔碳,其比表面积和孔容分别为2872 m2/g和2.06 cm3/g。近年来,以MOF为前驱体来制备多孔碳的相关工作越来越多[6~10]。MOF的纳米级空腔和相互连通的孔道结构,不仅可在热解过程中保留自身孔道和形貌,还可为小分子的进入提供条件,通过修饰可以用来设计制备具有特殊形貌和孔道特性的多孔碳材料。……
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