新产品开发训练报告-sample

1、PAGE PAGE 19化学工程程学院新产品开开发训练练报告20111-122课题名称称：有序介介孔碳的的合成课题类型型： 设设计/论论文班 级：姓名：学号：指导教师师：评语：指导教师签名： （使用说说明：设设计/论论文请选选一使用用，左侧装装订）第一部分分 文文献综述述1.1 介孔材材料的定定义及研研究背景景根据国际际纯粹和和应用化化学联合合会(IIUPAAC)的的定义，多孔材材料(pporoous matteriial) 可分分为微孔孔材料、介孔材材料和大大孔材料料。孔径径500nm的的孔为大大孔(mmacrropoore)，孔径径2nnm的孔孔为微孔孔(miicrooporre)，孔径介

2、介于2nnm50nnm的孔孔为介孔孔(meesopporee)11。有序介介孔材料料是以表表面活性性剂分子子聚集体体为模板板，通过过有机物物和无机机物之间间的界面面作用组组装生成成的孔道道结构规规则、孔孔径介于于250nnm的无无机多孔孔材料。沸石分子子筛用作作催化剂剂被认为为是石油油催化领领域的一一次革命命。这是是因为在在石油炼炼制工业业中，许许多催化化加工过过程如催催化裂化化、催化化重整、加氢裂裂化等，由于使使用了沸沸石催化化剂，都都有了新新的突破破。ZSSM型沸沸石在烃烃类的催催化降凝凝、异构构化、歧歧化、芳芳构化等等方面的的广泛应应用，以以及随之之而来的的其它各各种类型型微孔分分子筛的

3、的开发和和应用，给众多多的石油油催化工工艺注入入了新的的活力。这些孔孔类（00.31.00nm)分子筛筛之所以以在吸附附、分离离以及择择形催化化方面具具有如此此特殊的的功能，在于它它们的晶晶体内部部一般有有均匀的的孔道相相通，并并具有很很大的内内表面积积以及较较强的酸酸性等特特点。尽尽管如此此，由于于在众多多的催化化加工过过程中，常常还还会遇到到一些较较大分子子的加工工问题。如重质质油的催催化裂化化、大分分子物质质的吸附附分离、大环状状配合物物的固载载等。显显然，现现有的一一些微孔孔分子筛筛就不能能满足要要求了。因此，急需解解决超大大分子筛筛或者介介孔材料料的制备备问题。同时，随随着染料料与印

4、染染工业的的发展，其生产产废水已已成为当当前最主主要的水水体污染染源之一一。染料料作为环环境重要要污染源源，其种种类多、污染量量大、结结构复杂杂且多数数染料为为有毒难难降解有有机物，化学稳稳定强，具有致致癌、致致畸、致致突变的的“三致”作用，而有序序介孔材材料在多多相催化化、吸附附与分离离、环境境保护、功能材材料等领领域极具具应用潜潜力。因因此，寻寻求新型型的有序序介孔材材料成为为国际上上跨学科科的研究究热点之之一。近年来，无机化化学家们们在分子子筛合成成的基础础上，致致力于孔孔径较大大的孔性性材料的的研究和和开发，取得了了一些突突破性进进展，合合成了一一系列介介孔（22.050.0nmm）材

5、料料2，为解解决上述述问题提提供了新新的希望望。除此之外外，近年年来还陆陆续开发发了适用用于各种种不同应应用目的的的多孔孔炭材料料新品种种，除作作为吸附附、分离离材料外外，作为为催化材材料、电电子能源源材料、生物工工程材料料的应用用也陆续续得到研研究和开开发。1.2介介孔材料料的分类类1.2.1按其其结构不不同分介孔材料料按其结结构不同同科分为为六种，其中较较为常见见的有：MCMM-411，其空空间群为为D6m；立立方相的的MCMM-488，空间间群为IIa3dd；层状状稳定的的MCMM-500。另外外，还有有六方相相的SBBA-11，空间间群为PPM3nn；三维维六方结结构的SSBA-2，空

6、空间群为为P6m/mmm；无无序排列列的六方方结构的的MSUU-n，空间群群为P6m。表表1-11列出了了不同孔孔道结构构的介孔孔材料。表1-11不同孔孔道的介介孔材料料孔道结构构特征晶系典型材料料有序程度度低，多多为一维维接近六方方MSU-n，HMSS，KITT-1一维层状状（无孔孔道）/MCM-50二维（直直孔道）六方MCM-41，SBAA-3，FSMM-166，TMSS-1三维（笼笼形孔道道，孔穴穴）四方立方立方-六六方共生生SBA-8，KSWW-2SBA-1,66,166;FDDU-22,122;SBBA-111SBA-2,77,122,FDDU-11三维交叉叉孔道立方四方SBA-16

7、,MCMM-488,FDDU-55,HUUM-77CKM-1,HHUM-1二维交叉叉孔道三方(斜斜方)无1.2.2按照照其化学学组成分分介孔材料料可分为为硅基和和非硅基基两大类类3。后者者主要包包括过渡渡金属氧氧化物、磷酸盐盐和硫化化物等。由于它它们一般般存在可可变价态态，展示示出硅基基介孔材材料所不不能及的的应用前前景，但但其热稳稳定性较较差，煅煅烧时容容易造成成介孔结结构塌陷陷，合成成机理也也不完善善，因此此对它的的研究不不如硅基基介孔材材料活跃跃。1.2.3按照照介孔是是否有序序分介孔材料料可分为为无定形形（无序序)介孔材材料和有有序介孔孔材料。前者如如普通的的SiOO2气凝胶胶、微晶晶

8、玻璃等等，孔径径范围较较大，孔孔道形状状不规则则；后者者是以表表面活性性剂形成成的超分分子结构构为模板板，利用用溶胶- 凝胶胶工艺，通过有有机物和和无机物物之间的的界面定定向导引引作用组组装成一一类孔径径约在11.5nnm30nnm，孔孔径分布布窄且有有规则孔孔道结构构的无机机多孔材材料，如如M411S等。1.2.4按合合成技术术分介孔材料料按合成成技术可可以分为为三类。第一类类是由MMobiil公司司4合成的的M411S系列列，包括括六方相相的MCCM-441、立立方相的的MCMM-488和层状状结构的的MCMM-500。M411S系列列分子筛筛最初是是以阳离离子型表表面活性性剂作为为结构模

9、模板剂，在水热热条件下下于碱性性介质中中通过SS+I-作用组组装得到到的。其其后Sttuckky及其其合作者者5-7把把该机理理扩大到到S-I+、S+X-I+以及S-M+I-途径。而在酸酸性介质质中通过过S+X-I+作用得得到的介介孔分子子筛其中中的模板板剂可用用溶剂萃萃取法回回收88-9。第二类是是由Piinnaavaiia课题题组110-114提提出的两两个中立立途径，以中性性伯胺或或非离子子型表面面活性剂剂与中性性低聚硅硅前驱体体采用基基于氢键键作用的的S0I0/N0I0自组装装过程合合成的介介孔分子子筛。其其中以长长链烷基基伯胺为为模板剂剂在室温温下合成成出了介介孔全硅硅分子筛筛HMS

10、S系列，而以聚聚氧乙烯烯基醚类类非离子子型表面面活性剂剂为模板板剂则得得到MSSU系列列分子筛筛。这两两类分子子筛属非非晶态，且模板板剂很容容易通过过溶剂萃萃取除去去155。这些分子子筛具有有三维立立体交叉叉排列的的“woorm-likke”孔孔道结构构，其孔孔径分布布单一，孔壁较较厚，因因而有较较高的热热稳定性性。而其其较短的的中孔比比一维孔孔道结构构的MCCM-441或SBAA型分子子筛具有有更优越越的扩散散性能。第三类为为赵东元元和Sttuckky等采采用三嵌嵌段共聚聚物作为为有机结结构导向向剂116-118得得到的介介孔分子子筛,如在酸酸性体系系采用PP1233（EO200PO700E

11、O200）嵌段段共聚物物作为模模板剂可可合成出出有序度度非常好好的六方方相的SSBA-15，其介孔孔孔径可可以在5550nnm范围围内变化化，且孔孔壁较厚厚（典型型的在33到9nmm），因因此使得得该材料料具有更更高的热热和水热热稳定性性。并且且其中的的模板剂剂可通过过焙烧或或溶剂萃萃取脱除除，且焙焙烧温度度要比MMCM-41低低得多。1.3介介孔材料料的研究究现状国外很久久以前就就开始对对介孔分分子筛研研究，119922年Mobbil公公司的研研究人员员首次使使用烷基基季铵盐盐型阳离离子表面面活性剂剂为模板板剂，在在碱性条条件下合合成具有有单一孔孔径的介介孔硅酸酸盐和硅硅铝酸盐盐，其结结构为

12、长长程有序序，比表表面积在在7000m2/g以上上，这种种材料族族被称为为M411S119，它包括括六方晶晶系MCCM-441、立立方晶系系MCMM-488和层状状结构的的MCMM-500，孔道道大小为为210nnm。19944年Huoo等200合成成M411S时，用完全全相同的的阳离子子表面活活性剂作作为模板板剂，在在强酸性性（如HHCl）室温条条件下合合成出介介孔MCCM-441分子子筛，同同时用端端基较大大的表面面活性剂剂如十六六烷基三三乙基溴溴化胺等等做模板板剂，在在类似的的条件下下合成出出MCMM-488。与M441S相相比，在在酸性体体系合成成的MCCM-441及MCMM-488等

13、产物物中，表表面活性性剂与盐盐酸摩尔尔比为11:1，而前者者产物中中却没有有明显的的卤素存存在。酸酸性介质质中，自自身组配配的主要要驱动力力是静电电作用，即假设设在阳离离子SiiO2物种与与阳离子子表面活活性剂的的极性头头之间的的相互作作用是借借助于两两者之间间的卤离离子起作作用，并并将这一一思路扩扩展到其其他介孔孔材料的的合成中中，制备备出一系系列介孔孔过渡金金属氧化化物材料料，如PPbO、WO3等211。与与M411S的合合成相比比，Hoou等合合成方法法的最大大特点是是强酸性性介质、低温（室温可可合成）、晶化化时间短短和相对对较低的的表面活活性剂也也成功地地用于这这类材料料的合成成。Ta

14、neev等222用中中性长链链伯胺分分子作模模板剂，在水-乙醇二二元体系系中室温温酸性水水解正硅硅酸乙酯酯（TEEOS）合成六六边形相相介孔分分子筛，记作HHMS。他们认认为中性性伯胺胶胶粒和中中性无机机物种间间的组配配饰通过过氢键作作用进行行，即伯伯胺分子子首先组组配成中中性的棒棒状胶粒粒，当TTEOSS水解时时，产生生的Sii(OCC2H5)4-XX(OHH)x物种与与棒状胶胶粒表面面的伯胺胺端基间间通过氢氢键相互互作用，并随硅硅烷醇的的进一步步水解，缩合导导致短程程六方胶胶粒的堆堆积和骨骨架壁的的形成。与静电电匹配途途径相比比，经SS0I0（中性性表面活活性剂及及中性无无机离子子）途径径

15、合成的的介孔分分子筛具具有较厚厚的孔壁壁，进而而提高了了产物介介孔骨架架结构的的热稳定定性及水水热稳定定性。Cormma等233首次次制得TTi-MMCM-41分分子筛催催化剂，并研究究它在烯烯烃环氧氧化反应应中的活活性。结结果表明明，随着着反应的的进行，H2O2的转化化率和选选择性均均有所提提高，但但对环氧氧化物的的选择性性则有所所降低。用叔丁丁基过氧氧化氢（TBHHP）氧氧化降冰冰片，55小时后后H2O2的转化化率达到到30%，环氧氧化物的的选择性性为900%。而而在同样样反应中中，用TTi-沸石的的转化率率为300%，TS-1则无无活性。Huo等等244用TEOOS和四四丁基正正钛酸酯酯

16、（TBBOT）两步水水解的方方法得到到了具有有立方晶晶系的TTi-MMCM-48。实验表表明，在在较大烯烯烃体积积含量的的环氧化化反应中中，Tii-MCCM-448的活活性高于于Ti-MCMM-411，这可可能是由由于前者者互有三三维孔道道结构，H2O2和TBHHP两种种氧化剂剂均有利利于反式式异构体体的环氧氧化。Cormma等255利用用MOMM-411的表面面羟基可可直接枝枝接TiiP2Cl2，得到到一类新新型的多多相催化化剂，这这均相催催化剂的的多相化化提供了了一条极极好的途途径。在在以TBBHP为为氧化剂剂的环己己烯小环环氧化反反应中，1小时后后转化率率达500%，TBHHP的选选择性

17、为为95%，但此此类催化化剂易失失活。Stuccky等等266采用用一类新新型的模模板剂在在室温酸酸性或碱碱性体系系中合成成出含三三维六边边形笼结结构的六六方晶系系介孔分分子筛，记作SSBA-2。通通过改变变两侧或或中间烷烷基链的的长度和和性质能能明显调调节产物物的介孔孔结构，并发现现用作助助溶剂的的非极性性分子如如三甲基基苯的引引入能渗渗透胶团团中心的的憎水部部分使胶胶团膨胀胀，晶胞胞增大，进而扩扩大了产产物的孔孔径。将将合适的的极性添添加剂如如叔戊醇醇引入胶胶团的两两亲区域域，在很很大程度度上增大大了憎水水中心的的体积，进而使使胶团向向降低表表面曲率率的方向向转变（如从球球型胶粒粒转变为为

18、棒状）介孔物物相也因因此由SSBA-2转变变为MCCM-441。SBAA-2产产物中的的模板剂剂可通过过焙烧除除去，它它的热稳稳定性高高达8000。周四清等等277以十十二烷基基胺（DDDA）为模板板剂，TTEOSS为硅源源，VOOCl22为钒源源成功地地合成了了骨架型型，V-HMSS，并考考察了77个不同同的Sii/V摩摩尔比119为最最佳配比比，反应应温度为为室温。苯乙烯烯环氧化化反应（反应温温度为550，反应应时间77小时）时，苯苯乙烯转转化率达达19%，环氧氧化物的的选择性性为266.3%。同时时，通过过VOCCl2与HMSS的离子子交换反反应制备备了组配配型HMMS-VV催化剂剂，并

19、考考察了交交换时间间、交换换温度、活化温温度以及及诱导源源等因素素对其催催化性能能的影响响。结果果表明，交换时时间9小时、交换温温度1220、活化化温度2200是制备备HMSS-V催催化剂的的最佳条条件。袁忠勇等等288用超超微粒硅硅胶、四四甲基氢氢氧化铵铵（100%水溶溶液）和和十六烷烷基三甲甲基溴化化铵（CCTMAABr）为模板板剂，硫硫酸氧钒钒为钒源源，通过过水热法法合成了了V-MMCM-41分分子筛，红外光光谱图约约9600cm-11处吸收收峰随钒钒源的不不同而不不同。张小明等等299以十十八烷基基、聚氧氧乙烯醚醚为模板板剂，以以二氧化化硅为硅硅源成功功合成了了V-MMSU层层状介孔孔

20、分子筛筛。它在在以乙酸酸为介质质，H2O2为氧化化剂的苯苯乙烯氧氧化反应应中，乙乙酸与HH2O2作用生生成的微微孔过氧氧乙酸也也有助于于苯乙烯烯氧化反反应的进进行，表表现出较较高的活活性和选选择性，而且该该反应得得转化率率随V-MSUU中钒含含量的增增加而增增加。赵杉林等等300以溴溴代十六六烷吡啶啶为模板板剂，硅硅溶胶为为硅源，用微波波辐射法法合成出出髙结晶晶度的介介孔杂原原子V-MCMM-411分子筛筛。这种种微波辐辐射合成成大大缩缩短了反反应时间间，简化化了操作作，在苯苯的羟基基化反应应中显示示出良好好的催化化活性。郭建新等等311以十十六烷基基三甲基基溴化铵铵为模板板剂，在在强酸性性介

21、质中中，以SS+XI+（氧离离子表面面活性剂剂、卤素素或金属属阳离子子及阳性性无机离离子）组组配途径径成功地地合成了了V-MMCM-41，在苯乙乙烯催化化反应中中，苯甲甲醛的选选择性高高达811%。1.4 介孔材材料的主主要结构构特征介孔材料料是以表表面活性性剂为模模板剂，利用溶溶胶-凝胶、乳化或或微乳等等化学过过程，通通过有机机物和无无机物之之间的界界面作用用组装生生成的一一类无机机介孔材材料。有有序介孔孔材料作作为一种种多孔纳纳米结构构材料已已发现了了多种介介孔结构构，其主主要特征征为：长程即即介观水水平结构构有序；孔径径分布窄窄，孔径径大小可可以调节节；经经过优化化合成条条件或后后处理，

22、可具有有很好的的热稳定定性和一一定的水水热稳定定性； eq oac(,4)比比表面积积大，可可高达110000m2/g； eq oac(,5)颗粒具具有规则则外形，且可在在微米尺尺度内保保持高度度的孔道道有序性性。 eq oac(,6)空隙隙率高； eq oac(,7)表面富富含不饱饱和基团团。1.5多多孔炭制制备原料料的扩展展表1-22 至今今已考察察过制取取多孔炭炭材料的的原料制备多孔孔炭材料料的原料料甘蔗渣糖蜜泥煤油烟废橡胶、废轮胎胎甜菜渣 锯屑烟煤烟道炭黑黑废纸咖啡豆木材无烟煤黄血盐残残渣合成树脂脂/纤维维椰子壳竹 石油沥青青活性污泥泥 树皮果核血液油母页岩岩畜产废弃弃物木质素核桃、栗

23、栗子壳褐煤石油焦酒厂废弃弃物树皮棉子壳海藻硫酸渣皮革厂废废弃物建筑废材材玉米芯和和茎石墨油炭 纸浆厂废废渣都市垃圾圾稻麦壳、杆骨 煤焦油沥沥青水产工场场废物废活性炭炭最近加璐璐等总结结了近年年来国内内外利用用不同原原料来制制取各种种活性炭炭的基本本情况32，表明明活性炭炭原料的的开发研研究比较较活跃。以上所所列各种种原料不不少都已已达到工工业实际际生产。早期多多孔炭系系是由含含碳的天天然植物物或矿物物为原料料，如果果壳、果果核、木木材、各各种牌号号的煤炭炭和重质质石油沥沥青等。近年来来,随着用用途的不不同其原原料向完完全相反反的两个个方向发发展。一一是为制制造应用用量大面面广，性性能一般般但价

24、格格低廉的的制品，着眼于于利用低低品位煤煤炭(泥煤或或褐煤)、木材材边角废废料、竹竹材、纸纸浆废液液、废焦焦、废橡橡胶轮胎胎及废塑塑料,各种废废弃的农农副产品品等。另另一方面面则是追追求特殊殊功能及及形态，考虑长长期或再再生回收收利用，多使用用特制的的高价原原料。从从孔结构构和形态态的控制制角度考考虑多是是从合成成树脂、合成纤纤维出发发，如吸吸脱附速速度快的的活性炭炭纤维，较多中中孔结构构的医用用碳吸附附剂，有有特殊透透过性能能的多孔孔炭膜以以及燃料料电池用用的多孔孔炭板等等。还应特别别提到的的是，将将多孔炭炭材料中中的木炭炭直接用用作吸附附剂的研研究正受受到广泛泛关注。其原因因是制造造木炭时

25、时只需炭炭化而不不必活化化，且原原料除阔阔叶树外外也可用用间伐的的针叶树树及建筑筑、包装装废材，故价格格比活性性炭便宜宜。其次次是将木木质废弃弃物燃烧烧处理时时会产生生大量使使地球变变暖的二二氧化碳碳，而制制成木炭炭则可大大大减少少其生成成，同时时使用后后的木炭炭还可返返回土壤壤中作土土壤改良良剂。1.6 介孔材材料的制制备方法法1.6.1模板板法制备备介孔材材料的研研究有序介孔孔材料是是一类新新型的纳纳米材料料，其特特点是孔孔径分布布范围窄窄并排列列有序，具有高高比表面面积、孔孔容积大大以及较较高的热热稳定性性和水热热稳定性性，在作作为精细细化学品品催化剂剂和生物物大分子子吸附分分离等方方面

26、以及及光、电电、磁等等功能材材料领域域具有广广泛的应应用。119922年首次次报道六六方有序序孔道MMCM-41的的合成，曾引起起国际上上各相关关领域科科学家的的极大关关注，随随后合成成出的MMCM-48为为立方结结构，并并以三维维的孔系系统为特特征，与与MCMM-411相比，除共性性外还不不断发现现一些特特性，如如MCMM-488固定的的细胞色色素C在几个个月内还还保持氧氧化还原原活性；用MCCM-448作模模板合成成孔道有有序的介介孔碳孔孔径为2213nnm，但但用MCCM-441只能能得到微微孔碳材材料。介孔分子子筛的稳稳定性是是影响应应用的主主要因素素，而合合成分子子筛的过过程参数数，

27、模板板剂种类类均对它它们的稳稳定性有有非常重重要的影影响。双双子表面面活性剂剂是用联联接基团团将传统统的表面面活性剂剂通过化化学键联联接起来来的一类类新型的的表面活活性剂它它特殊的的分子结结构，比比相应的的传统表表面活性性剂的临临界胶束束浓度（criiticcal miccellle cconccentt raatioon）低低12个数量量级，能能大大降降低水的的表面张张力，低低浓度就就表现出出流变性性、增溶溶性好及及纤维状状胶束等等，因此此它是合合成分子子筛模板板剂首选选对象。模板技术术在分子子筛合成成研究中中一直占占有非常常重要的的地位。早先微微孔分子子筛合成成过程中中以离子子（如Ca2+

28、）作模板板，它们们存在于于分子筛筛骨架结结构的笼笼结构的的特定位位置，作作为分子子筛的重重要组成成部分，它们既既起到平平衡晶格格电荷的的作用，同时又又起到扩扩张孔道道的作用用。19992年年，Mobbil33科学家家们的研研究工作作使超分分子模板板技术步步入它的的黄金阶阶段，作作为形状状印记（离子印印迹、分分子印迹迹、超分分子印迹迹、微生生物印迹迹、宏观观印迹等等）的一个个重要组组成部分分，模板板法制备备介孔分分子筛得得以蓬勃勃发展。随后，液晶模模板、乳乳液模板板、乃至至细菌模模板等模模板技术术在介孔孔分子筛筛的制备备中得到到广泛应应用。介孔分子子筛的特特点可归归纳为：以表面面活性剂剂分子聚聚

29、集体为为模板，通过表表面活性性剂分子子聚集体体和无机机物种之之间的界界面组装装过程实实现对介介观图式式结构的的剪裁。其中涉涉及Sool-ggel化化学、主主客体模模板化学学、超分分子化学学。介孔孔分子筛筛的结构构和性能能介于无无机分子子筛（如如沸石分分子筛）之间。它具有有规整的的孔道结结构和无无定形SSiO22 组成成的孔壁壁，其规规整性表表现在XXRD谱谱图上具具有典型型的晶体体结构衍衍射峰，但不同同于一般般晶体的的是这些些衍射峰峰出现在在18的小小角范围围内，对对应的类类晶体结结构介于于纳米尺尺度，较较普通晶晶体大得得多。模板技术术可用于于制备窄窄孔径分分布的催催化、分分离、吸吸附、层层析

30、和过过滤材料料。利用用模板技技术制备备具有孔孔径均一一、分布布规整的的晶体可可以用作作纳米反反应器，太阳能能收集器器，定量量控制装装置以及及用作XX射线或或者中子子的微聚聚焦镜。由于材材料的介介观结构构与主要要功能由由模板决决定，只只要选择择合适的的模板和和基质物物种及制制备工艺艺（考虑模模板和基基质物种种的相互互作用关关系及其其影响因因素），就能能控制材材料的特特性及结结构的表表达，从从而实现现人工控控制材料料特性的的目的，满足人人们对特特异性材材料的需需求。另另外，模模板技术术源于生生物矿化化过程，随着人人们对组组装过程程认识的的不断深深入，人人们必然然加深对对生物矿矿化过程程乃至生生命过

31、程程的理解解，最终终指导有有意识的的合成人人们所需需要的仿仿生材料料。1.6.2模板板法合成成OMCC的特点点(1) 模板法法合成OOMC的的条件：第一、主体材材料应具具有联结结的孔道道；第二二、主体体材料本本身不仅仅要具有有均一的的外貌，而且应应具有很很好的热热稳定性性来避免免合成过过程中使使用的高高温（110000左右）和后处处理（使使用HFF或NaOOH溶去去二氧化化硅）对对最终介介孔炭材材料的形形貌的影影响。(2) 模板法法合成的的OMCC的结构构正好与与主体材材料结构构相反，因此主主体材料料的壁厚厚决定OOMC的的孔径大大小，OOMC的的孔径一一般在110nmm以下。1.6.3 OO

32、MC的的制备方方法两步法是是模板法法合成OOMC最最常用的的方法，即先合合成硅基基介孔分分子筛，再以其其为模板板将碳前前驱体（有的需需要孔内内单体聚聚合）灌灌入其孔孔道中，形成纳纳米有机机物/硅复合合材料，然后经经过高温温炭化及及模板消消除技术术最终获获得孔道道高度有有序排列列的介孔孔炭材料料。碳前前驱体的的填充路路径有两两种：液液相浸渍渍和化学学气相沉沉积。(1) 液相浸浸渍法液相浸渍渍法是将将碳前驱驱体以溶溶液的形形式填充充到模板板的介孔孔中，然然后通过过炭化和和酸处理理工艺获获得OMMC的方方法。如如Ryooo334等等在合成成CMKK-1介介孔炭时时，以蔗蔗糖为碳碳前驱体体，分子子筛M

33、CCM-448为模模板，将将MCMM-488首先浸浸入到蔗蔗糖的硫硫酸溶液液中，为为了获得得完全的的碳前驱驱体填充充，须对对MCMM-488进行反反复浸渍渍干燥4433KK热处理理，然后后将干燥燥产物在在低压或或惰性气气体保护护下加热热到11100炭化，这时蔗蔗糖在硫硫酸的催催化作用用下转化化为炭，最后通通过氢氧氧化钠/乙醇稀稀溶液或或质量分分数488%HFF溶液在在1000下溶解解脱除模模板获得得最终产产物,所得的的样品具具有明显显的小角角X射线衍衍射峰，说明材材料具有有有序的的介观排排列。FFuerrtess 335考考察了填填充程度度对介孔孔炭孔道道结构的的影响，他们认认为当硅硅孔道被被

34、完全填填充时将将得到单单孔隙介介孔炭，孔径约约3nmm，这类类孔来源源于氧化化硅壁；当硅孔孔道被部部分填充充时得到到双孔隙隙介孔炭炭，一类类孔来源源于氧化化硅壁，孔径约约3nmm，另一一类来源源于未填填充的硅硅孔间合合并，孔孔径约118nmm，因此此仅仅使使用一种种硅模板板就可合合成出不不同尺寸寸的介孔孔炭。液液相浸渍渍法存在在一突出出的缺点点即工艺艺复杂，它通过过液态分分子扩散散来实现现孔内填填充，为为达到孔孔内分子子的紧密密堆积，须反复复进行浸浸渍干燥处处理，显显然需要要的时间间长，而而且很难难保证填填充效率率及重复复性。(2) 化学气气相沉积积法（CChemmicaal VVapoor

35、DDepoosittionn，CVDD）化学气相相沉积法法366是一一种或多多种气体体化合物物通过高高温下的的化学反反应形成成新的物物质，并并在惰性性固体表表面沉积积析出的的方法，如利用用低分子子量的碳碳氢化合合物在高高温下热热解产生生炭沉积积在预成成型体孔孔内。它它的特点点是模板板孔道中中的炭量量易控制制，填充充效果好好，能阻阻止微孔孔的形成成。Zhhangg377采用用催化化化学气相相沉积技技术将单单体乙烯烯与含钴钴的SBBA-115直接接接触聚聚合形成成聚合物物/分子筛筛复合物物，再经经热解炭炭化和酸酸溶过程程得到炭炭物质，此物质质具有典典型介孔孔特征。1.7 有序序介孔炭炭的发展展前景

36、及及研究意意义有序介孔孔材料是是一类新新型的纳纳米结构构材料38-39，其特特点是孔孔道大小小均匀、排列有有序、孔孔径可以以在210nnm范围围内连续续调节，从而将将分子筛筛的规则则孔径从从微孔拓拓展到介介孔领域域，同时时具有高高的比表表面积和和墙厚，以及较较高的热热稳定性性和水热热稳定性性，载吸吸附、分分离、催催化等方方面以及及光、电电、磁等等领域40具有广广阔的应应用前景景。此外外，由于于有序介介孔材料料具有规规则可调调的纳米米级孔道道结构，可以作作为纳米米粒子的的微反应应器，从从而为人人们从微微观角度度研究纳纳米材料料的小尺尺寸效应应、表面面效应以以及量子子效应等等奇特性性能提供供了重要

37、要基础。而以蔗糖糖为炭前前驱体，介孔氧氧化硅SSBA-15为为模板制制备介孔孔炭的相相关研究究报道尚尚少。本本实验分分别以三三嵌段共共聚物表表面活性性剂为模模板正硅硅酸乙酯酯为硅源源在不同同温度下下合成不不同孔径径的氧化化硅SBBA-115-440，SBAA-155-700和 SBBA-115-110分子子筛，然然后以其其为模板板，蔗糖糖为炭前前躯体，合成具具有规整整介孔结结构及较较窄孔径径分布的的介孔炭炭OMCC-400，OMCC-700和OMCC-1000，并并通过对对氮气的的吸附性性能对炭炭材料进进行了表表征，以以清楚地地了解它它们的孔孔结构及及介孔分分布，从从而得出出合成OOMC的的适

38、宜温温度。参考文献献徐如人,庞文琴琴.分子筛筛与多孔孔材料化化学.北京:科学出出版社,20004李惠云,何其戈戈,杜燕军军.新型沸沸石类介介孔材料料的合成成及应用用.安阳师师专学报报,19999,(2):2772299曾垂省,陈晓明明,闫玉华华等.介孔材材料及其其应用进进展.化工科科技,220044,122(5):488-522Kressge C TT, LLeonnowiicz M EE. FFaciile Preeparratiion of Hieerarrchiicallly Porrouss Caarboon MMonoolitths witth WWelll-Orrderred Me

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