聚离子液体衍生多孔碳材料的设计合成与性能研究开题报告

 2022-10-24 09:44:10

1. 研究目的与意义

多孔碳材料由于具备大比表面积、均一的孔道结构、刚性的框架、优良的化学性质及良好的热稳定性等优点,被认为是制备功能材料的理想载体,因此在吸附、催化及电化学等领域具有广泛的应用。

其中多孔碳的孔道结构、表面特性、前驱体来源与制备方法都对材料成本和应用性能具有重要影响,而如何方便地实现多孔碳材料的组成结构调控、降低制备成本一直是研究的重点。

离子液体/聚离子液体(ILs/PILs)作为前驱体制备碳材料途径简单,可控制材料的结构尺寸,且便于引入杂原子。

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2. 课题关键问题和重难点

1.如何设计一条路线能够获得较大产率的碳材料。

2.聚离子液体种类较多,采用哪种聚离子液体作为前驱体是一个有待解决的问题。

3.怎样控制热解的温度,来获得较大比表面积的碳材料。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

1.1引言近年来多孔碳材料作为一种新型的材料体系,在各个领域中的应用得到了广泛的关注。

多孔碳材料由于具有成本低、质量轻、无毒害、表面化学惰性、耐高温耐酸碱、高机械稳定性、良好的导电性、吸附性以及大的比表面积和孔体积等优点,在CO2吸附、储氢、催化以及等领域显示出了巨大的应用潜力。

而与传统的前躯体相比,聚离子液体由很多优异的性质,例如较高的热稳定性、较低的蒸汽压等。

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4. 研究方案

设计一类简单的聚离子液体衍生的杂原子碳材料,并熟练掌握合成方法,能对所合成的材料运用红外、XRD等手段进行表征与分析,并将其用于苯的羟基化反应中考察其催化性能,通过反应时间,反应温度、催化剂加入量等考察确定其最佳反应条件。

5. 工作计划

1.第一学期第18-21周:查找聚离子液体、多孔碳材料的相关文献及书籍,了解聚离子液体和多孔碳材料的概念、聚离子液体作为前驱体的优点和特点、功能化聚离子液体的制备、碳材料的制备及表征、苯的羟基化反应的研究进展。

完成开题报告及文献翻译。

2.第二学期第1-4周:合成碳材料。

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