多孔碳的分類
按孔徑大小分類
? 微孔碳材料:孔徑小于2nm,具有極大的比表面積,主要用于小分子氣體的吸附、分離與儲存,如
在天然氣儲存、空氣凈化等方面應用廣泛。
? 介孔碳材料:孔徑在2-50nm之間,孔道結構規(guī)整,比表面積較大,在催化、藥物緩釋、鋰離子電池
電極材料等領域有重要應用。
? 大孔碳材料:孔徑大于50nm,有利于大分子物質的擴散和傳輸,常用于生物大分子的分離、廢水處理等領域。
按結構特點分類
? 無序多孔碳材料:孔道無長程有序性,形狀不規(guī)則,孔徑分布范圍寬,如傳統(tǒng)的活性炭,制備工藝簡單,成本
較低,廣泛應用于吸附、脫色、除臭等領域。
? 有序多孔碳材料:孔道有序,形狀和孔徑尺寸可控,分布范圍窄,如有序介孔碳CMK-3,在催化、儲能等領
域展現出優(yōu)異的性能。
按制備方法分類
? 化學氣相沉積法制備的多孔碳:通過控制反應條件,在基底上形成多孔碳膜,可精確控制碳材料的生長和孔
結構,常用于制備高質量的碳納米管、石墨烯等多孔碳材料。
? 物理氣相沉積法制備的多孔碳:利用氣體在基底上冷凝形成多孔碳膜,制備過程相對簡單,可在不同基底上
制備多孔碳薄膜。
? 電弧放電法制備的多孔碳:在電弧放電過程中,碳源蒸發(fā)并在冷卻過程中形成多孔碳結構,常用于制備富
勒烯、碳納米管等納米碳材料。
按原材料分類
? 煤質多孔碳:以煤炭為原料,具有成本低、產量大等優(yōu)點,廣泛應用于工業(yè)吸附、水處理等領域。
? 生物質多孔碳:以生物質如木材、果殼、農作物秸稈等為原料,具有可再生、環(huán)境友好等特點,在能源存
儲、環(huán)境治理等領域有廣闊的應用前景。
? 樹脂基多孔碳:以樹脂為原料,通過熱解、碳化等工藝制備而成,具有良好的機械性能和化學穩(wěn)定性,可
用于高性能吸附劑、催化劑載體等領域。
按應用領域分類
? 吸附用多孔碳:具有高比表面積和豐富的孔隙結構,能有效吸附氣體、液體中的雜質和污染物,用于水凈
化、空氣凈化、食品飲料脫色等領域。
? 能源存儲用多孔碳:如硬碳、超級電容碳等,具有良好的導電性和化學穩(wěn)定性,可作為電池負極材料、超
級電容器電極材料,提升電池的能量密度和循環(huán)壽命。
? 催化用多孔碳:可作為催化劑載體或直接作為催化劑,用于各種化學反應,如在石油化工、精細化工等領
域用于催化加氫、氧化、裂解等反應。