硼掺杂有序介孔炭的制备及其扩孔改性研究

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Miss_Han
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掺杂介孔炭具有优异的物理化学性能,及可调节的比表面积和孔径,具有广阔的应用前景。但是以硼改性酚醛树脂(BPF)为前驱体合成的硼掺杂介孔炭(B-OMCs)的自组装驱动力较弱,所以制备高硼含量、高比表面积和高有序性的硼掺杂介孔炭比较困难。本文以F108为软模板剂,通过溶剂挥发诱导自组装法(EISA)确定了BPF的最佳合成条件的研究。并进一步以芳香族化合物为有机扩孔剂,正硅酸四乙酯(TEOS)为无机扩孔剂,对硼掺杂介孔炭做了扩孔改性研究。最后做了电化学性能评价。  在NaOH、甲醛、H3BO3与苯酚的最佳摩尔比下制备的硼掺杂介孔炭的结构最佳,比表面积为597m2/g,孔径为4.0nm。分别以苯(Be)、甲苯(MB)、间二甲苯(MX)和1,3,5三甲苯(TMB)为有机扩孔剂。其中TMB的扩孔效果最佳,当与F108的比例为1.5时,比表面积最高666m2/g,孔径最大4.2nm。对有机扩孔剂苯(Be)、1,3,5-三甲苯(TMB)、1,3,5-三乙苯(TEB)、1,3,5-三甲异丙苯(TiPB)的扩孔效果进行研究。以TiPB为扩孔剂制各介孔炭孔径最大为4.9nm;以TEB为扩孔剂制各介孔炭比表面积最大为693m2/g。对TMB和TEOS的扩孔改性效果进行比较。发现,TMB对于增加孔尺寸的效果较好,孔径增加到4.2nm;而TEOS能有效提高比表面积,比表面积增加至1346m2/g。另外,经过两者共同改性后,比表面积增加到1553m2/g。  通过循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)和交流阻抗(EIS)测试,研究了介孔炭电化学性能。单独以TEB为扩孔剂,硼掺杂介孔炭比电容最高(290F/g),响应电流密度最大为1.09A/g。经过TEOS改性后的比电容为278F/g。经过TMB和TEOS共同改性后的比电容进一步提高到318F/g,响应电流密度增加到1.36A/g。
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