多级孔碳材料的合成及应用
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1.2 多孔碳材料简介

多孔材料是当前材料科学领域中发展较为迅速的一类新材料,尤其是孔径在纳米数量级的多孔材料,具有许多独特的性质和较强的应用性,引起了当前学术界和工业界的广泛重视。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的分类,多孔材料根据孔径大小可分为微孔材料(d<2nm)、介孔材料(2nm<d<50nm)和大孔材料(d>50nm)。

多孔碳材料是指具有不同尺寸孔隙结构和较高比表面积的、以碳素为主体骨架的一种固体材料。根据孔径大小多孔碳材料可以分为微孔碳材料、介孔碳材料和大孔碳材料。根据结构特点,又可以分为无序多孔碳材料和有序多孔碳材料。其中,无序多孔碳材料的孔道不是长程有序的,孔道形状不规则,孔径大小分布范围也较宽。

多孔碳材料不仅具备碳材料化学性质稳定、耐高温、耐酸碱性和价格低廉等优点,而且具有比表面积大、孔道结构规则、孔隙发达、孔径可调节、密度低、导电性能良好等一系列优良性质。凭借上述良好的性能优势,多孔碳材料在环境治理、能源储存、石油化工、电子通信、交通运输、航空航天和生物医药等诸多领域具有非常广泛的应用价值。

近年来,多孔碳材料的研究工作十分活跃。无论是多孔碳材料的制备方法的创新和改善,还是多孔碳材料的物理性能方面,都取得了长足的发展和突破。总体来说,多孔碳材料均朝着高比表面积、高孔隙率和有序的孔道结构等方面发展,以使材料的孔结构和性能达到整体最佳的状态。