介孔碳的合成文献综述和参考文献(2)
通过各种实验表明溶胶凝胶法相对于其他方法成熟，但也存在碳材料介孔比率较少并且无序的缺点，所以只适合于一般的多孔材料。
3 介孔碳的合成：软模板法
人们通过实验发现，硬模板法可以制备出许多具有规整结构的介孔碳，但是浇铸的过程比较浪费时间，这样的一个多步合成过程复杂又不经济，而且反相的介孔碳材料不具有开放的孔道结构，稳定性相对差一些，这样就限制了其大规模的生产和应用。考虑到硬模板方法的这些缺点，人们成功地通过其他方法合成出有序的正相介孔碳材料，称为“软模板”方法。其原理是基于液晶模板的机理，是通过调节表面活性剂的化学性质，让它与碳前驱物之间匹配。这将可以合成出有序的介孔碳材料。
通俗的说，软模板法是由有机大分子和其多个单分子的聚集体。并且大多是以两亲嵌段大分子所形成的有序聚集体。软模板法的方法简单，操作方便，然而很难控制产物的形状和尺寸，形状是各种各样的。它是由溶剂共同组成的软模板和表面活性剂所构成中孔材料骨架的前驱物合成体系，其方法的要求是需要无机先驱体和表面活性剂相匹配。
首先以短链烷烃作为添加剂，酚醛树脂与软模板剂F127通过氢键作用进行反应合成介孔碳材料，这种方法的优点是可以对介孔骨架结构进行调节。当甲醛∶苯酚∶F127∶正庚烷≤4:1:0.015:14时，对整个合成样品影响不大，可以合成表面粗糙的实心介孔碳球。当甲醛∶苯酚∶F127∶正庚烷=4:1:0.015:14时，开始部分形成水包油的体系，则在此体系的界面将会进行自组装的过程，从而可以合成空心介孔碳球，且介孔孔道变大。而当甲醛∶苯酚∶F127∶正庚烷≥4:1:0.015:56时，无法形成水包油的体系，所以最终得到了破球碎片形貌的介孔碳材料，介孔孔径增大。实验证明，加入烷烃不仅影响介孔碳材料的结构与形貌，对介孔结构的扩张也有影响。 然后采用简便的一步法合成磺酸基介孔碳材料。通过对比，可以发现将可溶性酚醛树脂、软模板剂F127与磺化剂硫酸进行混合反应，再进行氢键作用自组装过程的同时将磺酸基团引入是最佳的方案。当甲醛∶苯酚∶F127∶硫酸=4:1:0.0078:0.06时可合成介孔有序度极高的磺酸基介孔碳材料。 最后以水溶性酚醛树脂作为碳前驱体，碳酸钙作为硬模板剂，嵌段共聚物F127作为软模板剂，通过软-硬混合模板法合成空心介孔碳材料。这种方法的合成机理研究较少，需要研究确定最佳实验条件实现空心介孔碳球的合成。当甲醛∶苯酚∶F127∶碳酸钙=2:1:0.0078:1时可以合成800nm粒径的空心介孔碳球。使用不同粒径的硬模板剂可以制得不同粒径的空心介孔碳材料。 通过以上三类介孔碳材料的合成与机理研究，表明以不同模板法合成不同形貌结构的思路是可行的，并有望在拓展介孔碳材料的合成领域中得到推广。[23]
4 介孔碳的合成：硬模板法
硬模板合成法是指采用有序介孔硅材料为模板，以蔗糖和糠醇等为碳源再除去模板剂后得到介孔碳材料。硬模板法也被称为纳米刻蚀法，即采用带有间隙的骨架模板，是通过将无机金属前驱物充满至硬模板的孔道中，一定要充满，然后经过焙烧，会在纳米孔道中生成氧化物的结晶体，再除去先前的硬模板骨架，就可获得所需的介孔材料。其中，引入前驱体有着许多不同的方法，例如：可采用电化学沉积法引入前驱物，化学浸渍法引入前驱物，化学气相沉积法引入前驱物等等。
对于硬模板合成介孔碳材料，模板本身应具有联结的、均一的孔道结构。为了避免过程中碳化时的高温，氢氧化钠或氢氟酸刻蚀除去二氧化硅时对最终介孔碳材料结构的影响，热稳定性也是极其重要的。另一方面，对前驱体也有一定的要求。首先前驱物的分子大小要适中，这样是为了能够顺利的进入模板孔道。然后也需要具有较好的润湿性和亲水性，这是为了使模板的孔道得到很好的填充。最后进一步聚合的物质在碳化的过程中也不能很容易地分解掉，这是为了保证较高的碳化收率。因此所采用的前驱体一般为蔗糖[24]、呋喃醇[25]、酚醛树脂[26]、丙烯腈[27]和吡咯[28]等。
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