請問介孔碳是什么?有沒有具體的定義

時間 2022-09-15 05:30:04

1樓:匿名使用者

介孔碳是一種介穩態的碳晶體,其結構中存在介孔孔道(2-50nm)

2樓:匿名使用者

有序介孔材料

開放分類: 材料、科技

有序介孔材料是上世紀90年代迅速興起的新型奈米結構材料,它一誕生就得到國際物理學、化學與材料學界的高度重視,並迅速發展成為跨學科的研究熱點之一。有序介孔材料雖然目前尚未獲得大規模的工業化應用,但它所具有的孔道大小均勻、排列有序、孔徑可在2-50nm範圍內連續調節等特性,使其在分離提純、生物材料、催化、新型組裝材料等方面有著巨大的應用潛力。

化工領域

有序介孔材料具有較大的比表面積,相對大的孔徑以及規整的孔道結構,可以處理較大的分子或基團,是很好的擇形催化劑。特別是在催化有大體積分子參加的反應中,有序介孔材料顯示出優於沸石分子篩的催化活性。因此,有序介孔材料的使用為重油、渣油等催化裂化開闢了新天地。

有序介孔材料直接作為酸鹼催化劑使用時,能夠改善固體酸催化劑上的結炭,提高產物的擴散速度,轉化率可達90%,產物的選擇性達100%。除了直接酸催化作用外,還可在有序介孔材料骨架中摻雜具有氧化還原能力的過渡元素、稀土元素或者負載氧化還原催化劑製造接枝材料。這種接枝材料具有更高的催化活性和擇形性,這也是目前開發介孔分子篩催化劑最活躍的領域。

有序介孔材料由於孔徑尺寸大,還可應用於高分子合成領域,特別是聚合反應的奈米反應器。由於孔內聚合在一定程度上減少了雙基終止的機會,延長了自由基的壽命,而且有序介孔材料孔道內聚合得到的聚合物的分子量分佈也比相應條件下一般的自由基聚合窄,通過改變單體和引發劑的量可以控制聚合物的分子量。並且可以在聚合反應器的骨架中鍵入或者引入活性中心,加快反應程序,提高產率。

生物醫藥領域

一般生物大分子如蛋白質、酶、核酸等,當它們的分子質量大約在1~100萬之間時尺寸小於10nm,相對分子質量在1000萬左右的病毒其尺寸在30nm左右。有序介孔材料的孔徑可在2-50nm範圍內連續調節和無生理毒性的特點使其非常適用於酶、蛋白質等的固定和分離。實驗發現,葡萄糖、麥芽糖等合成的有序介孔材料既可成功的將酶固化,又可抑制酶的洩漏,並且這種酶固定化的方法可以很好地保留酶的活性。

生物晶片的出現是近年來高新技術領域中極具時代特徵的重大進展,是物理學、微電子學與分子生物學綜合交叉形成的高新技術。有序介孔材料的出現使這一技術實現了突破性進展,在不同的有序介孔材料基片上能形成連續的結合牢固的膜材料,這些膜可直接進行細胞/dna的分離,以用於構建微晶片實驗室。

藥物的直接包埋和控釋也是有序介孔材料很好的應用領域。有序介孔材料具有很大的比表面積和比孔容,可以在材料的孔道里載上卟啉、吡啶,或者固定包埋蛋白等生物藥物,通過對官能團修飾控釋藥物,提高藥效的永續性。利用生物導向作用,可以有效、準確地擊中靶子如癌細胞和病變部位,充分發揮藥物的療效。

環境和能源領域

有序介孔材料作為光催化劑用於環境汙染物的處理是近年研究的熱點之一。例如介孔tio2比奈米tio2(p25)具有更高的光催化活性,因為介孔結構的高比表面積提高了與有機分子接觸,增加了表面吸附的水和羥基,水和羥基可與催化劑表面光激發的空穴反應產生羥基自由基,而羥基自由基是降解有機物的強氧化劑,可以把許多難降解的有機物氧化為co2和水等無機物。此外,在有序介孔材料中進行選擇性的摻雜可改善其光活性,增加可見光催化降解有機廢棄物的效率。

目前生活用水廣泛應用的氯消毒工藝雖然殺死了各種病菌,但又產生了三氯甲烷、四氯化碳、氯乙酸等一系列有毒有機物,其嚴重的「三致」效應(致癌、致畸形、致突變)已引起了國際科學界和醫學界的普遍關注。通過在有序介孔材料的孔道內壁上接校γ-氯丙基三乙氧基矽烷,得到功能化的介孔分子篩cps-hms,該功能性介孔分子篩去除水中微量的三氯甲烷等效果顯著,去除率高達97%。經其處理過的水體中三氯甲烷等濃度低於國標,甚至低於飲用水標準。

有序介孔材料在分離和吸附領域也有獨特應用。在溫度為20%-80%範圍內,有序介孔材料具有可迅速脫附的特性,而且吸附作用控制溼度的範圍可由孔徑的大小調控。同傳統的微孔吸附劑相比,有序介孔材料對氬氣、氮氣、揮發性烴和低濃度重金屬離子等有較高的吸附能力。

採用有序介孔材料不需要特殊的吸附劑活化裝置,就可**各種揮發性有機汙染物和廢液中的鉛、汞等重金屬離子。而且有序介孔材料可迅速脫附、重複利用的特性使其具有很好的環保經濟效益。

有序介孔材料具有寬敞的孔道,可以在其孔道中原位製造出合碳或pd等儲能材料,增加這些儲能材料的易處理性和表面積,使能量緩慢地釋放出來,達到傳遞儲能的效果。

目前在國內已有北京化工大學、復旦大學、吉林大學、中國科學院等多家科研機構和單位從事有序介孔材料的研究開發工作。可以相信,隨著研究工作的進一步深入,有序介孔材料像沸石分子篩那樣作為普通多孔性材料應用於工業已不遙遠。《

活性炭與介孔碳結構的區別

3樓:匿名使用者

活性炭又稱活性炭黑。是黑色粉末狀或顆粒狀的無定形碳。活性炭主成分除了碳以外還有氧、氫等元素。而普通碳則只有碳成分。

活性碳吸附:

活性炭在活化過程中,巨大的表面積和複雜的孔隙結構逐漸形成,活性炭的孔隙的半徑大小可分為:大孔 半徑》20 000nm ;過渡孔 半徑150 ~20 000nm;微孔 半徑< 150nm;活性炭的表面積主要是由微孔提供的,活性炭的吸附可分為物理吸附和化學吸附,而吸附過程正是在這些孔隙中和表面上進行的,活性炭的多孔結構提供了大量的表面積,從而使其非常容易達到吸收收集雜質的目的。就象磁力一樣,所有的分子之間都具有相互引力。

正因為如此,活性炭孔壁上的大量的分子可以產生強大的引力,從而達到將介質中的雜質吸引到孔徑中的目的,這就是物理吸附。必須指出的是,這些被吸附的雜質的分子直徑必須是要小於活性炭的孔徑,這樣才可能保證雜質被吸收到孔徑中。這也就是為什麼我們通過不斷地改變原材料和活化條件來創造具有不同的孔徑結構的活性炭,從而適用於各種雜質吸收的應用。

介孔碳是一類新型的非矽基介孔材料,具有巨大的比表面積(可高達2500m2/g)和孔體積(可高達2.25cm3/g),非常有望在催化劑載體、儲氫材料、電極材料等方面得到重要應用,因此受到人們的高度重視。此外介孔材料製得的雙電層電容材料的電荷儲量高於金屬氧化物粒子組裝後的電容量,更遠高於市售的金屬氧化物雙電層電容器。

與純介孔矽材料相比,介孔碳材料表現出特殊的性質,有高的比表面積,高孔隙率;孔徑尺寸在一定範圍內可調;介孔形狀多樣,孔壁組成、結構和性質可調;通過優化合成條件可以得到高熱穩定性和水熱穩定性;合成簡單、易操作、無生理毒性。它的誘人之處還在於其在燃料電池,分子篩,吸附,催化反應,電化學等領域的潛在應用價值。近年來,介孔材料科學已經成為國際上跨化學、物理、材料、生物等學科交叉的熱點研究領域之一,更成為材料科學發展的一個重要里程碑。

另外,本材料具有有序中孔孔道結構,孔徑尺寸在3-10 nm範圍內精確可調,比表面積在500-1500 m2/g範圍之內。孔容在0.7-1.

5 cc/g之間。中孔炭材料具有較高的比表面積和孔容以及良好的導電性、生物相容性和耐腐蝕性等特點,在電化學電極材料、催化劑載體、色譜柱吸附劑、蛋白質分離等領域有巨大應用前景。

4樓:匿名使用者

你說的是規整孔道的介孔碳嗎?那個孔道大小和排列更規整。另外顧名思義活性炭是活性的,有很多羧、羥、蒽醌等基團,吸附能力強。介孔碳一般石墨化程度更高一些,更惰性一些。

介孔碳比介孔矽的優點是什麼?

5樓:百里卿湮

最明顯的優點是介孔碳導電性比介孔矽好,常用於感測器、超級電容器和電池領域。

p.s.另一個優點是介孔碳比介孔矽好發文章~

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6樓:匿名使用者

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7樓:路旁的一棵樹

是相對而言的 沒有明確定義

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