第1章 介孔材料概述 1
1.1 介孔材料的种类 2
1.1.1 介孔氧化硅材料 2
1.1.2 介孔碳材料 5
1.1.3 介孔磷酸盐 5
1.1.4 介孔金属氧化物 6
1.1.5 介孔金属硫化物 6
1.2 介孔材料的结构 6
1.3 介孔材料的合成 11
1.3.1 介孔材料的合成条件 11
1.3.2 介孔材料的合成方法 13
1.3.3 介孔材料的控制合成 17
1.4 介孔材料的化学改性 26
1.5 介孔材料的形成机理 28
1.6 介孔材料的表征方法 32
1.6.1 X射线衍射 32
1.6.2 气体吸附法 34
1.6.3 电子显微技术 40
1.6.4 固体核磁共振 40
1.6.5 红外光谱 41
1.6.6 紫外漫反射-可见光谱分析 41
1.6.7 热重分析 41
1.7 介孔材料的应用 42
1.7.1 介孔材料在催化领域的应用 42
1.7.2 有序介孔材料在分离领域的应用 47
1.7.3 介孔材料在生物医药领域的应用 50
1.7.4 介孔材料在材料制备领域的应用 52
1.7.5 介孔材料在光电领域的应用 52
1.8 介孔材料存在的问题及发展方向 53
参考文献 55
第2章 介孔碳材料的合成 68
2.1 介孔碳材料的合成方法 68
2.1.1 催化活化法 68
2.1.2 有机凝胶碳化法 69
2.1.3 模板法 70
2.2 介孔碳材料的功能化 84
2.2.1 直接合成法 84
2.2.2 表面氧化 91
2.2.3 KOH/CO2活化 91
2.2.4 磺化 92
2.2.5 卤化 93
2.2.6 接枝 93
2.2.7 浸渍 95
2.3 介孔碳材料的形貌控制 97
2.3.1 膜和纤维状介孔碳材料 97
2.3.2 介孔碳单晶 97
2.3.3 介孔碳单片 98
2.3.4 球形介孔碳 99
2.4 本章小结 102
参考文献 102
第3章 PDMS-PEO嵌段共聚物辅助合成介孔碳材料 107
3.1 引言 107
3.2 PDMS-PEO嵌段共聚物简介 108
3.3 PDMS-PEO嵌段共聚物辅助合成介孔碳材料 109
3.4 介孔碳材料的结构表征 111
3.5 结果与讨论 112
3.5.1 具有p6m对称性的有序介孔材料 112
3.5.2 具有Im？m对称性的有序介孔材料 117
3.6 介孔碳材料形成机理分析 123
3.7 本章小结 125
参考文献 125
第4章 介孔碳材料在吸附领域的应用 128
4.1 介孔碳作为气相吸附剂的应用研究进展 128
4.2 介孔碳作为液相吸附剂的应用研究进展 129
4.2.1 介孔碳材料对染料大分子的吸附 129
4.2.2 介孔碳材料对生物大分子的吸附 132
4.2.3 介孔碳材料对金属离子的吸附 134
4.2.4 介孔碳材料对水相中有机污染物的吸附 137
4.2.5 介孔碳材料对硫化物的吸附 139
4.3 本章小结 140
参考文献 140
第5章 介孔碳材料在催化领域的应用 145
5.1 加氢反应 145
5.1.1 加氢脱硫反应 145
5.1.2 苯加氢反应 146
5.1.3 硝基苯加氢反应 147
5.1.4 烯烃加氢 147
5.1.5 肉桂醛加氢反应 148
5.1.6 手性腈加氢反应 148
5.2 氧化反应 149
5.2.1 醇氧化反应 149
5.2.2 氧化脱硫反应 150
5.2.3 CO氧化反应 150
5.3 分解反应 151
5.3.1 氨分解反应 151
5.3.2 肼分解反应 152
5.3.3 H2O2分解反应 152
5.4 酯化反应 153
5.5 烷基化反应 153
5.6 偶联反应 154
5.6.1 氯苯Ullmann偶联反应 154
5.6.2 Suzuki-Miyaura碳-碳偶联反应 155
5.7 水解反应 155
5.8 本章小结 156
参考文献 156
第6章 介孔碳材料在储氢领域的应用 159
6.1 储氢方法概述 159
6.1.1 高压气态储氢 159
6.1.2 液化储氢 160
6.1.3 金属氢化物储氢 160
6.1.4 络合氢化物 161
6.1.5 玻璃微球储氢 162
6.1.6 有机液体氢化物储氢 162
6.1.7 物理吸附储氢 162
6.2 多孔碳材料在储氢领域的应用研究进展 164
6.3 介孔碳材料在储氢领域应用的研究进展 167
6.4 本章小结 169
参考文献 169
第7章 介孔碳材料在超级电容器中的应用 173
7.1 超级电容器简介 173
7.1.1 超级电容器的定义及特点 173
7.1.2 超级电容器的结构 174
7.1.3 超级电容器的应用 175
7.2 超级电容器用碳电极材料 175
7.2.1 活性碳 176
7.2.2 碳气凝胶 177
7.2.3 碳纳米管 178
7.3 介孔碳材料在超级电容器中的应用研究进展 182
7.3.1 纯有序介孔碳材料 182
7.3.2 有序介孔碳复合材料 189
7.3.3 含杂原子的有序介孔碳材料 195
7.3.4 含多级孔道结构的有序介孔碳材料 198
7.3.5 介孔碳材料作为非对称超级电容器电极材料 200
7.4 本章小结 201
参考文献 202
第8章 介孔碳材料在锂离子电池中的应用 213
8.1 锂离子电池简介 213
8.2 锂离子电池用碳电极材料 214
8.2.1 石墨 214
8.2.2 焦碳 214
8.2.3 碳纤维 215
8.2.4 碳气凝胶 215
8.2.5 碳纳米管 216
8.2.6 石墨烯 218
8.3 介孔碳材料在锂离子电池中的应用研究进展 219
8.4 本章小结 220
参考文献 221
第9章 介孔碳材料在燃料电池中的应用 224
9.1 燃料电池简介 224
9.2 碳材料在燃料电池催化剂载体方面的应用 225
9.2.1 碳黑 225
9.2.2 空心碳球 227
9.2.3 碳纳米纤维 228
9.2.4 碳气凝胶 229
9.2.5 碳纳米管 230
9.2.6 石墨烯 232
9.2.7 富勒烯纳米簇 232
9.2.8 碳纳米笼 233
9.3 介孔碳材料在燃料电池中的应用研究进展 233
9.3.1 未改性介孔碳材料 233
9.3.2 功能化修饰介孔碳材料 236
9.4 本章小结 239
参考文献 240
第10章 介孔碳材料在化学修饰电极中的应用 246
10.1 化学修饰电极概述 246
10.2 碳材料在化学修饰电极中应用的研究进展 246
10.2.1 碳纳米管修饰电极 246
10.2.2 碳纳米纤维修饰电极 248
10.3 介孔碳材料在化学修饰电极中应用的研究进展 249
10.3.1 有序介孔碳材料 249
10.3.2 有序介孔碳复合材料 251
10.4 本章小结 253
参考文献 254