杂原子掺杂的酚醛树脂基球形功能材料的制备与应用

发布时间：2025-03-19 06:43

　　本文使用酚醛树脂作为构筑单元,通过掺杂不同的原子现了材料的功能化。根据酚醛树脂基材料在吸附分离、环境、催化以及传感器等方面的应用需求,通过选用适当的合成途径,开展了材料物理和化学性质的调控研究,实现了杂原子掺杂的酚醛树脂基微球的可控合成。具体研究工作如下:(1)基于喷雾干燥和光引发可逆-加成断裂转移自由基聚合(RAFT)技术,成功制备了氮掺杂的多孔碳球。使用末端含羧基的三硫代碳酸酯的链转移试剂对酚醛树脂预聚物通过酯化反应进行化学修饰。将改性后的酚醛树脂、正硅酸四乙酯(TEOS)、PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物F127及盐酸配置的醇水溶液作为前驱液进行喷雾干燥,制备酚醛树脂微球。将得到的酚醛树脂微球通过蓝光引发丙烯腈的RAFT聚合。所得聚丙烯腈/酚醛树脂微球经900℃氮气氛围煅烧,并使用NaOH溶液刻蚀后得到多孔含氮碳球。所得碳球经电镜等表征发现其形貌均一,直径为60μm,其含氮量可以通过RAFT聚合实现调控,最高可以达到10.8 wt%。同时,所获得含氮多孔碳球样品拥有较大的比表面积(最高为1130 cm2),1 bar下在25℃和0℃均表现出优异的二氧化碳吸附效果,最高分别为4.3...

【文章页数】：106 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．３以葡萄糖为前驱体，使用水热碳化法制备碳微球的示意图｜４ＸＩ??

物、棺物材料、纤维??索等）Ｍ过水热碳化法（ＨＴＣ）?／Ｉ：较低温度Ｆ?（１６０－２００?°Ｃ）制济多孔碳材料。得??益ｒ简Ｍ的方法、广泛的前驱体来源、多样的化学忡质，使料水热碳化被广泛运??用于制备多孔碳球１夂５１１。?？般而３，水热碳化法分为脱水、缩合、聚合以及芳环??化叫个....

图１．４硬模板法合成多孔碳材料的典型步驟??

Ｔ－６作为模板，填充糠醇进入孔道。碳??化、脱左模板Ｇ得到的多孔碳村料，：试化碳吸附發敁高达到丫?３．２?ｍｍｏｌ?ｇ－１。Ｈａｎ??等人ＰＩ使用丨ＢＮ－９作为模板，将苯胺和糠醇混合后浸入１ＢＮ－９孔道中，煅烧、活??化后得到的含氮介孔碳材料的一．氣化碳吸附量达到４．５０?ｍｍｏ....

图１．５软模板法通过协通过同作用机理合成介孔碳材料ＩＭ??

丁？酚醛树脂和嵌段井聚物之Ｎ形成的氢键，迎过两者之间的相：Ｋ作用力来丈??现Ｉ合液晶相的形成和组装｜７３＿７叱另？方面，酚醛树脂的芳环结构赋ｆ＇其较好的??热位／ｘｉｉ性并且／Ｉ？：聚合和热解的过柷中对孔迈提供打效的支撑作）丨彳，从而能够得到??完幣的孔结构Ｈ制体。??Ａ??―?....

图１．６?ＥＩＳＡ法合成多孔碳材料的典型步驟ＰＩ??ｌ＾ｉｇｕｒｅ?１．６?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ?ｔｏ?ｐｒｅｐａｒｅ?ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ?ｃａｒｂｏｎ?ｂｙ?ＥＩＳＡ．??１．３

人基于酚醛树脂与Ｆ１２７的组装行为，加入尿素，得到了含氮介孔碳材料，Ｘ寸??：铽化碳的吸附量达到了?３．１?ｍｍｏｌ?ｇ－１。??（???、?????Ｘ??ｖ，?＿＿?？？＊?＞?ｍ．?＜？：？?、乂??？＜?Ａ?＇?，ｆ?＇?＾?Ｉ??■?嫌?又?，Ｊ＊?ｗ?｜??？ｈ：——认....

本文编号：4036825