介孔碳的合成文献综述和参考文献(3)
模板法又可分为一步法和两步法，两步法是先将硅基作为模板剂，再将碳前躯体引入至孔道中，得到复合型纳米材料，然后经高温炭化，除去模板，最后得到有序的介孔碳材料。举例以介孔氧化硅为硬模板的模板合成可调孔结构和孔形态的多孔碳材料。一般步骤如下：1)合成具有规整结构的介孔二氧化硅；2)在硝酸铝浸渍，使硅墙中引入催化活性中心；3)将可以发生聚合反应的碳的前驱体注入介孔二氧化硅的孔道中；4)在加热或水热处理的条件下使碳的前驱体进行聚合；5)将上述所得的高分子聚合物二氧化硅进行高温碳化，得到碳/二氧化硅共组分；6)最后用HF或者NaOH刻蚀除去二氧化硅。用此方法制备的材料使介孔氧化硅模板具有有序结构，在相对范围内可以有效地控制介孔碳的孔结构，得到具有均一孔径分布的碳材料。
1999年Ryoo等[29]以蔗糖为碳源，使用有序介孔硅材料MCM－48（空间结构Ia3d）为硬模板制备CMK－1介孔碳材料。CMK－1与MCM－48空间结构不同，CMK－1的空间构型为I41／a，而模板MCM－48为Ia3d，这可以用取代模型解释。随后，Ryoo等[30]采用有序介孔硅SBA－15为模板合成介孔碳CMK－3，其结构为2Dp6mm结构，与模板SBA－15的结构相同。近来，Ryoo等[31]使用SBA－15为模板，糠醇为碳源，铝掺杂在SBA－15的表面引入酸性位点，催化聚合孔壁上的糠醇制备吹冰方管状结构的CMK－5。Hyeon等[32]以A1MCM－48为模板，以酚醛树脂为碳源，成功制备有序介孔碳SUN－1。随后，Lee和Heyon等[33]以吹冰方有序介孔硅材料（A1－HMS）为模板，酚醛树脂为碳源制备出与SUN－1结构相似的SUN－2。SUN－2同样具有优异的电化学性，其双电层电容性比商业化的MSC－25更佳。介孔碳的孔径由硬模板的孔壁厚度决定，由于MCM－48的孔壁厚度难以改变，而SBA－15模板可以通过改变合成条件，表面活性剂和碳源的用量控制其壁厚。Vinu等[34]以不同的温度（100℃、130℃和150℃）合成的SBA－15为模板制备出不同孔径的介孔碳CMK－3，其孔径分别为3.0、4.3和6.5nm。新型介孔硅具备较大的孔径，为介孔碳的制备提供了更多可供选择的模板。Vinu等[35]以介孔硅KIT－5为模板，合成出新型介孔碳CKT－3。Lu等[36]以稀释的糠醇为碳源，制备出介孔碳NCC－1，其孔容高达3.2cm3／g。Li等[37]以中间相的沥青为碳源，以MCM－48为模板合成出有序介孔碳C48，C48是由1.5～2nm的碳纳米棒相互联结而成的3D结构。[38]
5 介孔碳材料的应用
自从1999年首次报道至今，有序介孔碳材料已成为人们研究的新热点，并在一些领域内取得了较大的进展。作为一类新型的介孔材料，在作为光学器件及纳米反应器等方面受到了人们越来越多的关注和研究，而且在化学、生物、医药、光电子学、电磁学、材料学和环境学等诸多领域也有着巨大的潜在应用前景。
（1） 催化剂的载体
碳材料由于其高比表面积，热稳定型，可控孔容和低成本的优点，而被认为是最理想的催化剂的载体。研究表明CMK-3就是一种良好的载体，可载高达50%的铂，并且仍然保持2.5nm的粒子尺寸[39]，这样高的铂装载量，使得这个材料具有良好的氧气还原反应活性。
（2）模板材料
通过研究发现介孔碳主要的用途之一是可以作为合成其它介孔材料的二次模板，制, 如用CMK - 3作模板制备出氧化硅的反转品 [ 40. 41 ] 。 例如，使用CMK- 1为模板可以制作出具有I41 /a 结构的氧化硅介孔材料HUM- 1[ 42 ] 。这是目前合成此介孔氧化硅材料的唯一方法。通过应用不同形状、不同孔径大小的介孔氧化硅为硬模板原来可以复制出相应形状和不同孔径大小的介孔碳, 是成为介孔材料的应用的良好条件。
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