شبکه‌های پلیمری در ترکیبات متخلخل سلسله‌مراتبی کربن: سنتز، ویژگی‌ها و کاربردها
محورهای موضوعی : پلیمرها در انرژی و کاربردهای بهداشتی و محیطیزیبا شیرینی کردآبادی 1 , فاطمه رفیع منزلت 2
1 - گروه شيمي پليمر
2 - دانشگاه اصفهان
کلید واژه:
چکیده مقاله :
ترکیبات متخلخل دارای انواع متفاوتی از حفره ها در محدوده ی میکرو، مزو یا ماکرو هستند که هر یک از این حفرات نقش ویژه ای را ایفا می کنند. در میان این ترکیبات، ترکیبات متخلخل کربنی به‌عنوان پلیمرهای مشبک بر پایه ی کربن، به دلیل ویژگی های منحصربه‌فرد شان از جمله: پایداری مکانیکی، شیمیایی و گرمایی و قیمت مناسبی که دارند، سهم ویژه ای را به خود اختصاص داده اند. دو روش اصلی برای تهیه ی ترکیبات متخلخل کربن وجود دارند: 1) روش قالب (Tem plate Meth od) 2) روش گرماکافت/فعال‌سازی (Pyrolysis/Activation Method). روش قالب به دلیل استفاده از قالب و حذف آن، وقت گیر و پرهزینه است و روش گرماکافت/فعال‌سازی به طور گسترده برای تهیه ی ترکیبات متخلخل کربنی از انوع پلیمرها، ضایعات و زیست توده ها در حضور فعال کننده های فیزیکی و شیمیایی استفاده می‌شود. جایگزینی هترواتم ها از جمله: N ، O ، B ، S و P در ترکیبات کربن منجر به افزایش کارایی و توسعه ی کاربردهای آن ها می شود؛ به طور مثال استفاده از ترکیبات متخلخل کربن دوپه شده با نیتروژن به‌عنوان الکترود در سل های ابررسانا، کارایی ذخیره انرژی و در جاذب ها کارایی جذب CO2 را افزایش می دهد. ترکیبات کربن متخلخل به‌علت ویژگی های بی همتایشان به ویژه مساحت سطح زیاد، وزن کم و ظرفیت جذب بالا در ذخیره هیدروژن، حذف آلودگی‌ها، الکترودها و بستر کاتالیزور ها استفاده می شوند.
Porous materials have different types of pores in the micro, meso or nano range, each of which plays a special role in porous materials application. Among these materials, porous carbon materials have a special share due to their unique properties such as: mechanical, chemical and thermal stability and their reasonable price. There are two main methods for synthesizing porous carbon materials: 1) template method and 2) pyrolysis/activation method. The template method is basically time consuming and tedious due to the use of the template and removal of template. Thus the method of pyrolysis/activation is widely used to prepare porous carbon materials from porous polymer precursers or waste and biomass materials in the presence of the physical and chemical active agents. Replacement of heteroatoms including: N, O, B, S and P in carbon materials leads to increased efficiency and development of their new applications; For example, the use of porous N-doped carbon materials as electrodes in superconducting cells increases the efficiency of energy storage and in the field of adsorbents materials increases the efficiency of CO2 uptake. Due to their unique properties, especially high surface area, low weight and high adsorption capacity, porous carbon materials are used in hydrogen storage, contaminants removal fron air air water, electrodes and as catalyst support.
