3h。得到棒状有序碳介孔材料。
[0036] 经结构表征，所获棒状有序碳介孔材料经氮气吸附-脱附实验测得孔径为4. Onm， 比表面积为580m2/g。图1的SEM照片、图2的TEM照片、图3中的XRD图谱测试结果表明 材料为具有有序纳米孔道排列的棒状介孔碳材料，直径约150nm，长约800nm，小角衍射（图 3b)证实材料的有序结构。
[0037] 实施例2负载Au纳米颗粒棒状有序碳介孔材料的制备
[0038] 将 l.Og 苯酚、3.5mL 甲醛、25mL 浓度为 0· lmol/L 的 NaOH 溶液、1.6g F127、25mL 水混合，64°C加热搅拌18h制得前驱体溶液。取该溶液12mL、0. 6mL浓度为10g/L的氯金酸 溶液以及36mL水置于100mL容积的高压反应釜中，该高压反应釜密闭，升温至130°C保持 20h。冷却至室温后用先用水超声清洗3次、再用乙醇清洗2次，在50°C下干燥5h。干燥后， 在N2气氛下700°C焙烧3h得到负载了 Au纳米颗粒的有序介孔碳材料。
[0039] 经结构表征，负载Au纳米颗粒的有序介孔碳材料经氮气吸附-脱附实验测得孔径 为5nm，比表面积为585m2/g。图4的SEM(扫描电镜）照片、图5的TEM照片、图6中的XRD 图谱及表1的EDS测试结果表明材料为具有有序孔道排列的棒状有序碳介孔材料，负载了 粒径约12nm的Au纳米颗粒。棒状有序碳介孔材料的直径约60nm，长约400nm，大角衍射 XRD图谱（图6a)显示了 Au的谱峰，小角衍射（图6b)证实材料的有序结构。图7为本实 施例负载了 Au棒状有序碳介孔材料的TGA图谱（在空气气氛下进行），表明Au的掺杂量为 2.5%。表1能谱检测结果验证了材料中金的存在。
[0040] 表1:实施例2产物的EDS测试结果
[0042] 实施例3
[0043] 将 1. 0g 苯酚、3. 5mL 甲醛、25mL 浓度为 0· lmol/L 的 NaOH 溶液、1. 6g F127、25mL 水 混合，64°C加热搅拌18h制得前驱体溶液。取该溶液12mL、0. 5mL钛酸正丁酯溶液以及36mL 水置于l〇〇mL容积的高压反应釜中，该高压反应釜密闭，升温至130°C保持20h。冷却至室 温后用先用乙醇超声清洗3次、再用水清洗2次，在50°C下干燥5h。干燥后，在N2气氛下 700°C焙烧3h得到负载了 Ti02纳米颗粒的有序介孔碳材料。表2的能谱检测结果验证了 材料中Ti元素的存在。
[0044] 表2:实施例3产物的EDS测试结果
[0047] 经结构表征，负载Ti02纳米颗粒的有序介孔碳材料经氮气吸附-脱附实验测得 孔径为3. 8nm，比表面积为593m2/g。图8的SEM(扫描电镜）照片、图9的TEM照片、图10 中的XRD图谱及表2的EDS测试结果表明材料为具有有序孔道排列的棒状有序碳介孔材 料，负载了粒径约15nm的1102纳米颗粒。棒状有序碳介孔材料的直径约100-150nm，长约 400-500nm，大角衍射XRD图谱（图10a)显示了 Ti02的谱峰，小角衍射（图10b)证实材料 的有序结构。
[0048] 以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进 行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方 案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1. 一种可掺杂金属或金属氧化物的棒状有序碳介孔材料，其特征在于，所述棒状有 序介孔碳材料具有直径为50~150nm、长300~800nm的棒状形貌，其比表面积为500~ 600m2/g，孔径为 3 ~5nm。2. 根据权利要求1所述的棒状有序碳介孔材料，其特征在于，所述棒状有序介孔碳材 料表面负载有金属或金属氧化物，所述金属为金和/或钛，所述金属氧化物为Ti02，所述金 属或金属氧化物占棒状有序介孔碳材料的质量百分比为1~10%。3. 制备权利要求1或2所述棒状有序碳介孔材料的方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 苯酚、甲醛、氢氧化钠溶液、表面活性剂、水混合，其中苯酚和表面活性剂投入的质量 和其他成分体积的配比为苯酚：甲醛：氢氧化钠溶液：表面活性剂：水=1. 〇~1. 2g:3. 5~ 4. 5mL:20~30mL:1. 5~2. 0g:20~30mL，制得碳前驱体溶液； 2) 碳前驱体溶液与水按照体积比1:3~4混合，置于高压反应釜中，密闭，经30min升 温至120~140°C，保持20~25h; 3) 保温结束后，降至室温，反应产物用水和乙醇各超声清洗1~4次，在50~60°C下 干燥3~4h; 4) 干燥后的产物在氮气或惰性气氛下650~750°C焙烧3h，获得棒状有序碳介孔材料。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，氢氧化钠溶液的浓度为 0· 1~0· 2mol/L，所述表面活性剂为F127。5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，苯酚、甲醛、氢氧化钠溶 液、表面活性剂、水混合后，用水浴加热控制温度为64~65°C，在64~65°C温度下搅拌 18~20h，制得碳前驱体溶液。6. 根据权利要求3~5任一所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中，碳前驱体溶液与 水混合时还加入占碳前驱体溶液体积4~10 %的金属化合物溶液，所述金属化合物为氯金 酸、钛酸正丁酯、氯铂酸、硝酸银中的一种，所述金属化合物溶液的浓度为lg/L~15g/L。7. 根据权利要求3~5任一所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中，反应产物用先用 水超声清洗1~3次，再用乙醇超声清洗2~4次，每次10~20min。
【专利摘要】本发明提供一种可掺杂金属或金属氧化物的棒状有序碳介孔材料，所述棒状有序介孔碳材料具有直径为50～150nm、长300～800nm的棒状形貌，其比表面积为500～600m2/g，孔径为3～5nm。本发明还提出所述棒状有序碳介孔材料的制备方法。本发明提出的碳有序介孔碳材料形状一致，尺寸可控，负载的金属纳米成份分布均匀，具有高比表面积和化学稳定性。
【IPC分类】C01B31/02
【公开号】CN105399076
【申请号】CN201510791678
【发明人】李俊芳, 杨海峰, 闫妍, 席广成, 李亚辉, 白桦
【申请人】中国检验检疫科学研究院
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月17日