熔盐法制备纳米孔炭材料研究进展
来源：未知
发布日期：2019-04-19 10:50【大 中 小】
纳米孔炭材料是一种由球状纳米颗粒相互连接而成的轻质纳米多孔材料，具有独特的纳米孔、纳米骨架结构，可以作为催化剂载体、吸附剂和电容器的电极材料，同时其具有耐超高温性能，且比消光系数很高，用作高超声速飞行器热防护系统的防隔热材料潜力巨大。溶胶－凝胶技术是制备纳米孔炭材料的传统方法之一，其基本制备工艺包括溶胶配置、凝胶老化、溶剂置换、超临界干燥、炭化等工艺过程，该方法的缺点是工艺步骤多、制备周期 长、耗能高，其中超临界干燥消耗大量液态CO2或乙醇，增加了生产成本，产量小，难以实现纳米孔炭材料规模化生产。最近几年，以熔盐法制备纳米孔炭材料的研究日益增多，也取得了很大的进步; 使用的炭前驱体由单一的葡萄糖发展到离子液体、有机单体等，制备的纳米孔炭材料比表面积达到了2660m2 /g。以熔盐法制备纳米孔炭材料，其工艺过程具有工艺简单、制备周期短、生产成本低等优点，所制备的纳米孔炭材料比表面积高，孔结构可通过改变熔盐的用量进行设计，由于以上优点，通过熔盐法合成纳米孔炭材料将成为一种很有前景的新方法。
1 熔盐法制备纳米孔炭材料原理和常用熔盐的性质熔盐法是采用一种或几种低熔点的盐类作为反应介质，将盐和反应物按照一定质量比例配成反应混合物，混合均匀后，加热升温使盐熔化，反应物在高温熔融盐中完成反应，冷却至室温后，用去离子水清洗数次以除去其中的可溶盐，经过滤、洗涤和常压干燥得到合成产物。盐在熔盐法中起到了熔剂和反应介质的作用。当温度高于盐的熔点后，熔盐变成液相，为反应提供一个液相环境，使得体系具有更高的反应活性和流动性， 反应物的扩散和迁移速率更快，使得反应在相对较低的温度和较短的时间内完成，并且制得的产物均匀性好，不易团聚。熔盐法合成纳米孔炭材料，关键是选出合适的熔盐，熔盐对于纳米孔炭材料的成形性、密度和微观结构有重要影响，熔盐的物化性质(熔点、沸点、溶解度、蒸汽压、化学稳定性等)是选择熔盐的重要因素。常见的熔盐是碱金属、碱土金属的卤化物、硫酸盐、硝酸盐等，下面将讨论熔盐影响纳米孔炭材料生长的主要物化性质，包括熔点、沸点、溶解度、蒸汽压、化学稳定性等。
2 熔盐法制备纳米孔炭材料研究进展 自从 2013 年 Markus Antonietti 等首次以葡萄糖为炭前驱体、LiCl/ZnCl2 为熔盐，经过裂解得到纳米孔炭材料，经过近几年的发展，熔盐法制备纳米孔炭材料取得了很大进展，使用的炭前驱体由单一的葡萄糖发展到离子液体、有机单体以及生物质等，制备的纳米孔炭材料的比表面积最高可达到2660 m2 /g。
3 结语
熔盐法为制备纳米孔炭材料开辟了一条新途径，该方法具有工艺简单、生产周期短、生产成本低等特点，熔盐可以回收利用，而且相比溶胶－凝胶法制备纳米孔炭材料，避免了使用特殊的干燥方法－超临界干燥，但是目前熔盐法合成纳米孔炭 材料的机理研究较少，影响纳米孔炭材料成孔和成形的关键因 素尚不清楚; 如何选择合适的炭前驱体和熔盐、如何实现纳米孔炭材料的密度可控、如何调控纳米孔炭材料的孔径大小、如何完全去除纳米孔炭材料内部的熔盐等仍是材料科学工作者面临的难题，有些熔盐在高温炭化过程会挥发，可能腐蚀或污染炉体，这也是亟待解决的问题。此外，熔盐法制备纳米孔炭复合材料也是一个重要的研究方向。相信随着研究的深入，这些问题会逐个得到解决，熔盐法制备纳米孔炭材料一定会迎来广 阔的应用前景。
