多孔碳的分类

按孔径大小分类


• 微孔碳材料:孔径小于2nm,具有极大的比表面积,主要用于小分子气体的吸附、分离与储存,如
在天然气储存、空气净化等方面应用广泛。


• 介孔碳材料:孔径在2-50nm之间,孔道结构规整,比表面积较大,在催化、药物缓释、锂离子电池
电极材料等领域有重要应用。


• 大孔碳材料:孔径大于50nm,有利于大分子物质的扩散和传输,常用于生物大分子的分离、废水处理等领域。


按结构特点分类


• 无序多孔碳材料:孔道无长程有序性,形状不规则,孔径分布范围宽,如传统的活性炭,制备工艺简单,成本
较低,广泛应用于吸附、脱色、除臭等领域。


• 有序多孔碳材料:孔道有序,形状和孔径尺寸可控,分布范围窄,如有序介孔碳CMK-3,在催化、储能等领
域展现出优异的性能。


按制备方法分类


• 化学气相沉积法制备的多孔碳:通过控制反应条件,在基底上形成多孔碳膜,可精确控制碳材料的生长和孔
结构,常用于制备高质量的碳纳米管、石墨烯等多孔碳材料。


• 物理气相沉积法制备的多孔碳:利用气体在基底上冷凝形成多孔碳膜,制备过程相对简单,可在不同基底上
制备多孔碳薄膜。


• 电弧放电法制备的多孔碳:在电弧放电过程中,碳源蒸发并在冷却过程中形成多孔碳结构,常用于制备富
勒烯、碳纳米管等纳米碳材料。


按原材料分类


• 煤质多孔碳:以煤炭为原料,具有成本低、产量大等优点,广泛应用于工业吸附、水处理等领域。


• 生物质多孔碳:以生物质如木材、果壳、农作物秸秆等为原料,具有可再生、环境友好等特点,在能源存
储、环境治理等领域有广阔的应用前景。


• 树脂基多孔碳:以树脂为原料,通过热解、碳化等工艺制备而成,具有良好的机械性能和化学稳定性,可
用于高性能吸附剂、催化剂载体等领域。


按应用领域分类


• 吸附用多孔碳:具有高比表面积和丰富的孔隙结构,能有效吸附气体、液体中的杂质和污染物,用于水净
化、空气净化、食品饮料脱色等领域。


• 能源存储用多孔碳:如硬碳、超级电容碳等,具有良好的导电性和化学稳定性,可作为电池负极材料、超
级电容器电极材料,提升电池的能量密度和循环寿命。


• 催化用多孔碳:可作为催化剂载体或直接作为催化剂,用于各种化学反应,如在石油化工、精细化工等领
域用于催化加氢、氧化、裂解等反应。


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