【摘 要】
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活性炭广泛应用于食品、卫生、催化及吸附分离等领域。然而传统的活性炭以微孔为主,中孔含量很低,对于大分子物质吸附分离、电容器材料以及催化剂载体等方面的应用,要求活性
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活性炭广泛应用于食品、卫生、催化及吸附分离等领域。然而传统的活性炭以微孔为主,中孔含量很低,对于大分子物质吸附分离、电容器材料以及催化剂载体等方面的应用,要求活性炭具有较高的中孔含量和较为集中的孔径分布。利用硅源与碳源混合,通过溶胶凝胶过程,是一种制备高比表面积、孔径集中的中孔炭材料的有效方法。首先以正硅酸乙酯(TEOS)为模板硅源,详细考察了糠醇、蔗糖、葡萄糖、淀粉、β-环状糊精等不同碳源对所得的中孔炭材料孔隙结构的影响。从低温氮等温吸脱附结果可知,以蔗糖和β-环状糊精所得的炭材料孔径分布较为集中,因为蔗糖的的水溶解性较好,且价格低廉,因此选用蔗糖为碳源。其次以TEOS为模板硅源,蔗糖为碳源来定向制备了具有可控结构的中孔炭材料(ZCT炭),以TEOS:H2O:EtOH=1: 4.39: 6.88为基准制备条件制备中孔炭材料,通过单独改变影响因素考察了TEOS量、H2O量、pH、凝胶化温度、炭化温度对ZCT炭材料性能的影响,从低温N2等温吸脱附测试结果可知,TEOS(15ml),蔗糖(3g),H2O(7.5ml),HCl(3.0m)、凝胶化温度为80℃和炭化温度为850℃下制备的ZCT炭具有较高的比表面积和发达的孔隙结构。在此较佳条件的基础上以商业硅溶胶为模板硅源,蔗糖为碳源来制备中孔炭材料。另外又考察了添加表面活性剂、疏水剂、控制干燥的化学助剂等对中孔炭材料的孔隙结构的影响。最后选用上述试验所制得的比表面积较大,孔径分布较为集中的ZCT炭材料,对甲醛静态吸附和亚甲基蓝溶液动态吸附实验。
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