基于偏氯乙烯嵌段共聚物的多级多孔炭的制备

作者：杨杰; 浦群; 包永忠

来源：化工学报, 2014, 65(01): 358-364.

DOI：10.3969/j.issn.0438-1157.2014.01.047

• 偏氯乙烯
• 嵌段共聚物
• 多级多孔炭
• 中孔
• 微孔
• 自由基聚合
• 纳米结构

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)活性自由基聚合制备了聚苯乙烯-b-聚偏氯乙烯-b-聚苯乙烯嵌段共聚物(PS-b-PVDC-b-PS),以此嵌段共聚物为碳前驱体,直接碳化制备微孔-中孔复合多级多孔炭。采用凝胶渗透色谱仪和核磁共振仪表征了嵌段共聚物结构,表明通过RAFT聚合可制得分子量较高(Mn GPC>6000 g·mol-1)和分子量分布较窄(PDI<1.5)的PS-b-PVDC-b-PS。采用热重分析表征嵌段共聚物热解特性,采用扫描电镜、N2吸脱附表征多孔炭形貌和孔隙结构。结果表明嵌段共聚物同时具有PVDC和PS链段的热失重峰,PS链段可完全热解而具有形成中孔的模板作用,PVDC链段热降解形成含微孔的炭骨架,最终形成兼有微孔和中孔的多级多孔炭;随着PS嵌段含量的增加,嵌段共聚物的成炭率逐渐降低,孔隙尺寸逐渐增大;当PS/PVDC聚合度比为4.3时,多孔炭的比表面积、中孔率和平均孔径达到最大,分别为839 m2·g-1、54%和2.02 nm。

• 单位
  浙江大学; 化学工程联合国家重点实验室