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有序介孔碳材料具有较大的比表面积和孔容以及均一可调的孔径分布、良好的导热和导电性能、优异的热稳定和水热稳定性能、在非氧化条件下超强的化学稳定性以及较低的制备成本,使其在吸附、分离、超级电容器和电极材料以及作为催化剂载体等方面具有广泛的应用前景。论文以低成本的F127为模板剂、苯酚和甲醛树脂为碳源,在水相体系中采用两步法合成策略,控制酚醛树脂的聚合速度,使其和模板剂与碳源自组装相匹配,合成出了具有高度有序介孔结构的碳材料。主要内容如下:(1)在水相体系中,采用两步法制备出具有高度有序二维六方介孔结构的碳材料。碳源和模板剂的自组装过程可在1~6h内完成,而且可在较宽泛的条件下进行,是一种较为高效的合成方法。控制材料的碳化温度、盐酸的浓度以及resol和模板剂F127的质量比,可对样品的介孔结构性能进行调节。对所制备的样品进行磺化处理,在合适的碳化温度和磺化温度下有利于得到具有高磺酸基团含量的有序介孔碳材料。(2)酸根离子对材料介孔结构性能以及抗氧化性能有着较大的影响。H3PO4较难挥发,碳化后可将含磷基团引入材料的碳骨架中,使材料具有了较高的抗氧化能力,氧化处理后材料的比表面积和孔容减小的最少;而含磷基团也可以作为Co2+的吸附活性位,使得含磷介孔材料具有较大的Co2+吸附量。氧化处理后,材料对Co2+的吸附量可达到69.3mg/g。(3)以ZrOCl2为助剂,在水热条件下合成了具有多级孔结构的碳材料。水溶液中,锆物种可以与模板剂的PEO基团以及酚醛树脂中的羟基以氢键发生强相互作用,既达到控制酚醛树脂聚合速度的目的,也可增大模板剂PEO/PPO的体积比,增大模板剂胶束的界面曲率,导致立方相介孔结构的形成。所制备的材料经过KOH活化后,表现出良好的二氧化碳以及甲烷的吸附性能(25℃和1atm下,吸附量分别为4.1和1.9mmol/g);其用作载体制备的铁基催化剂,在二氧化碳加氢催化转化合成烃类方面表现出比活性炭、氧化铝和SiO2更好的效果,CO2转化率可达56.5%以及C2+烃类选择性可达62.5%。(4)以磷酸作催化剂,控制磷酸的浓度,制备了具有较高比表面积(720m2/g)、较大孔容(0.58cm3/g)以及较高磷含量(3.6wt%)的有序介孔碳材料。含磷基团主要是以较强酸性的磷酸酯C-O-PO3基团存在于材料表面,有助于提高材料对亚甲基蓝的吸附能力。