Ordered mesoporous carbons: citric acid-catalyzed synthesis, nitrogen doping and CO2 capture

柠檬酸 介孔材料 催化作用 间苯二酚 吸附 材料科学 碳纤维 化学工程 无机化学 聚合 共聚物 比表面积 化学 有机化学 聚合物 复合数 复合材料 工程类
作者
Lei Liu,Qing‐Fang Deng,Tianyi Ma,Xiu‐Zhen Lin,Xiao-Xu Hou,Yuping Liu,Zhong‐Yong Yuan
出处
期刊:Journal of Materials Chemistry [Royal Society of Chemistry]
卷期号:21 (40): 16001-16001 被引量:150
标识
DOI:10.1039/c1jm12887f
摘要

Ordered mesoporous carbon materials (OMCs) were synthesized with the use of citric acid as an environmentally friendly catalyst to catalyze the polymerization of resorcinol/formaldehyde resin. The obtained carbon materials with high thermal stability have a 2D hexagonal mesopore system with uniform pore size of ∼5.2 nm and high surface area of 612∼851 m2 g−1, which were available under a wide composition range of reaction systems at the reaction temperature of 50–80 °C and the molar ratio of formaldehyde to citric acid of ≥3. The presence of citric acid in the synthesis system can enhance the hydrogen bonding between the triblock copolymer and resol and further introduce more micropores to the final carbon material, which is favorable for CO2 adsorption. The nitridation of the OMCs in ammonia flow at the temperature of 650–1000 °C is demonstrated to be effective in introducing basic functionalities that enhances the specific interaction of CO2 and adsorbent. The N-doped OMCs exhibit enhanced CO2 uptake with a CO2 capture capacity of 3.46 mmol g−1 for the 1000 °C-nitrided sample. Both textural and surface chemistry influenced the CO2 capture performance of the resultant mesoporous carbon adsorbents.
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