多孔碳材料的制备及其应用领域
多孔碳材料，顾名思义是指所用材料为碳材料，其特点是孔径多样性，可简单理解为是具有不同孔结构大小的碳材料。
多孔碳材料具有高的比表面积、高导电性、耐酸碱腐蚀的高化学稳定性、气液渗透性、孔结构可调控、成本低廉等优点，在能源存储和转换、催化、吸附分离等领域展现出了巨大的应用前景。
根据国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）的定义，可将其孔径分为三大类：微孔（小于2nm）、介孔（2-50nm）以及大孔（大于50nm）。
多孔碳材料的3个应用
1
储能
所用电极材料的物理和化学特性决定了超级电容器的工作效果。多孔碳材料比容量低，但循环稳定性强，易于加工且成本低。碳电极需要孔隙率和高度发达的比表面积来提供高比电容。人们发现碳材料的孔隙结构可分为微孔、中孔和大孔。微孔（<2 nm）可提供高电容；中孔（2-50 nm）和大孔（>50 nm）可以提供离子传输通道，降低扩散阻力并提高超级电容器的速度性能。多孔碳常常表现出比传统石墨碳更好的电化学性能，被应用于锂离子电池、锂硫电池以及超级电容器上。
2
催化
多孔碳材料通常被用作催化剂的载体，与传统催化剂载体炭黑相比，新型纳米多孔碳材料的提供了的机械性能稳定、比表面积高的反应平台，孔和孔之间的连接孔较小，催化剂负载后被限制在孔洞内，不易团聚，明显提高催化剂寿命。还可根据反应物和产物的尺寸精确设计需要的孔道结构，方便反应物和产物的进出，显著提高催化效率。此外，多孔碳也可以作为非金属催化剂，如氮掺杂多孔碳材料在很多反应中均具有催化活性，其在氧化、电催化及乙炔氢氯化反应中的应用得到广泛关注。
3
吸附
由于多孔碳材料同时具有大的比表面积、开放的孔结构、大的孔体积等优点，可以实现对不同的尺寸大小、不同分子结构的气体分子的选择性吸附和分离。如多孔碳材料对CO2具有较强的吸附能力，利用多孔结构可以实现对CO2的捕集和吸附，对降低CO2的浓度缓解温室效应有重要意义。目前多孔碳吸附剂已经被广泛用于空气净化、水处理、废气处理、化学品分离、气体分离等领域。
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