分会

第四十一分会：多孔材料

摘要

分级多孔碳是一种包含不同孔尺寸的碳材料，由于其主体中具有层级分明、相互贯通的孔结构，因此在反应体系中可减少客体分子的扩散阻力、加快颗粒内的传质速率，使其在环境和催化领域发挥重要作用。目前，分级多孔碳大多采用模板法制备，但该方法操作繁琐、工艺复杂、耗时长；为解决这一问题，本研究选用廉价且易得的造纸工业副产物脱碱木质素（DL）做原料，在热解的同时引入空气活化，并通过改变空气占比，探究了孔结构的发育机理，最终制备了含有微、介孔的木质素衍生分级多孔碳。主要研究结果如下： （1）与纤维素、木屑等原料相比，木质素衍生的分级多孔碳拥有更高的比表面积和孔体积，同时有更高的碳产率和热稳定性。 （2）N2吸附/解吸的分析结果表明，700 °C下热解有利于碳孔隙发育，且随着热解气氛中空气占比的提高介孔率逐渐上升，当空气占比为30 %时，制备的木质素分级孔碳DA30-700的BET表面积可达792 m2∙g-1、介孔表面积为256 m2∙g-1。 （3）在25 °C等温吸附实验中，DA30-700对水中磺胺二甲嘧啶（SMZ）吸附量最高达567.3 μmol∙g-1，是纤维素基微孔碳MA10-700的9.4倍。 （4）以DA30-700为载体负载Pd催化甲酸脱氢实验对反应的选择性良好，与采用未经空气活化的木质素碳DN-700为载体所制备的催化剂相比，前者催化脱氢的TOF值约是后者的2.3倍。

关键词

分级多孔碳;空气活化;吸附;甲酸脱氢

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