基于PF/PS复合物的中空碳微球的制备与性能研究
中空碳微球具有比表面积大、密度低、良好的导电导热性及形貌可控等优点,被广泛用作锂电池材料、储氢材料、催化剂载体材料、药物运载材料、吸附剂及润滑剂材料等。在众多是制备方法中,模板法被认为是一种制备形貌可控中空碳微球的最有效方法,通过简单地调节模板的粒径大小可以达到在大范围之内控制中空碳微球的粒径。本文介绍一种以有机物微球为模板制备形貌可控中空碳微球的简单方法,该方法结合了模板法和高温热解法的优点,其制备过程是以残碳量较高的酚醛树脂(PF)为碳源,以残碳量极低的聚苯乙烯微球(PS)为模板,先制备出PF／PS复合物微球后对其进行碳化处理,在碳化过程中,残碳量极低的PS将完全分解,而残碳量较高的PF将以碳壳的形式存在,以此制备出中空结构的碳微球,并通过调节PF与PS的质量,制备出具有完整球状的中空碳微球(HCSs)和半球状的中空碳微球(HCHs)。该制备方法的优点在于避免了传统模板法的后期模板移除处理且反应条件较为温和,有利于实现工业生产。
本文还研究了以HCHs作为催化剂载体的应用,采用乙二醇还原法制备了Pt／HCHs电催化剂,通过不同测试手段对其性能进行表征,数据表明,Pt粒子的粒径分布于2～5nm范围内,且具有良好的分散性。与传统的Vulcan XC-72载体载Pt相比,Pt／HCHs具有更高的电化学比表面积,在酸性介质中对甲醇具有更强的抗毒化性能,在碱性介质中对甲醇具有更强的催化性能,此外,对氧气还原反应具有更强的催化性能,可见HCHs的特殊结构对催化剂性能的提高起到了重要作用。
模板法;中空碳微球;电催化剂;复合物;形貌可控
北京化工大学
硕士
化学
王峰
2011
中文
TB383;O643.36
86
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）