本项目旨在以廉价生物质及其衍生物为原料,采用软模板法与低温水热炭化法结合的制备方法,在温和的反应条件下制备功能化有序多孔炭材料。通过针对性研究方案设计,考察原料类型、浓度、反应温度和时间等因素对多孔炭材料的生成与性质的影响;结合材料形貌、孔径结构和表面官能团的多方面表征,并借助理论手段研究碳源与模板剂间作用机制,揭示有序孔结构和材料形貌的形成规律,进而实现有序多孔炭材料的可控制备。此外,还将对材料进行功能化修饰(如掺杂氮、硼、硫等杂原子,负载金属或金属氧化物纳米粒子等),阐明材料孔径结构与功能基团的作用机制及协同效应规律,进而指导构建最优化的功能化有序多孔炭材料制备模型,并研究功能化多孔炭材料在储能(超级电容器、锂离子电池)、吸附、分离和催化等领域的应用。本项目的实施可以丰富和发展功能化有序多孔炭材料的制备科学理论,并为生物质转化为高值化材料提供一条新途径,具有重要的理论和现实意义。
英文主题词Biomass;Carbon material;Porous;Functionalization;