项目选用不同类型结构聚合物和可溶性过渡金属盐复合体系作为起始碳源,利用高聚物与过渡金属离子复合形成的炭化前驱体的结构变化,经炭化和原位共还原制备出金属掺杂碳分子筛功能材料。项目研究中,合成出聚酰胺酸/聚酰亚胺、聚酰胺酸/烟煤、聚糠醇、聚丙烯腈等高分子前躯体,探索金属掺杂复合炭化制备碳分子筛的关键控制因素及其结构与性能的影响规律;研究了组分配比、炭化升温速率、后活化处理等多因素变化对金属掺杂碳分子筛均匀孔径及其分布的影响;研究了不同掺杂金属Ni、Ag等复合高分子体系的炭化过程工艺及相关因素对金属掺杂碳分子筛均匀孔径及其分布的影响规律;提出金属粒子均匀分散掺杂有序孔碳分子筛制备方法和控制机理。初步考察了金属掺杂碳分子筛微粒的界面、分散性能和孔结构与吸附性能的关系;并考察利用制备出的金属掺杂碳分子筛微粒作为三聚氰胺高温碱性介质体系胺化反应的催化剂,催化效率显著。项目研究将为金属掺杂碳分子筛可控制备提供一定的理论和技术支撑,同时项目研究成果将会对分离、催化等材料性能有新的拓展。
英文主题词carbon molecular sieve; metal doping; ordered porous; polymer carbonization; preparation and properties