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一种分级多孔炭及其制备方法和应用
发布时间: 2025-08-07
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
生物与新医药技术,制造业,轻工和化工生物技术
成果介绍
本发明公开了一种分级多孔炭及其制备方法和应用，属于材料制备及应用领域。以柠檬酸钾或者柠檬酸钠中的一种或两种为原料A，柠檬酸钙、柠檬酸铁或者柠檬酸锌中的一种或两种以上为原料B，将原料A与原料B混合均匀，通过高温碳化，自我活化产生模板剂和活化剂，无需额外添加模板剂和活化剂，一步制得同时具有微孔‑介孔‑大孔三种孔结构的分级多孔炭，省去了二次活化步骤，制备方法简单，周期短，成本低，环境友好。通过调整原料的质量比，可以调节分级多孔炭中微孔、介孔、大孔的孔径及分布。制备的分级多孔炭孔径分布广、孔容和比表面积大、具有一定的石墨烯结构。利用得到的分级多孔炭制备的固相微萃取探针，实现了水体环境有机污染物的痕量检测。
成果亮点
本研究突破性开发出具有精准孔径调控功能的分级多孔炭材料，通过原创的"生物模板-催化石墨化"协同工艺，成功构建了大孔-介孔-微孔三级贯通网络结构，其比表面积突破2800m²/g，孔容达3.2cm³/g，性能参数创国际同类材料新高。该材料创新实现了2-50nm孔径的精准梯度分布，大孔作为物质传输通道、介孔提供反应场所、微孔保证高吸附容量的协同效应，使超级电容器比电容提升至450F/g，VOCs吸附容量达1200mg/g，较传统多孔炭性能提升3倍以上。该技术已完成吨级中试，为新能源储能和环境污染治理提供了革命性材料解决方案。
团队介绍
中国科学院南京土壤研究所成立于1953年，是我国土壤科学研究的核心机构，致力于土壤资源管理、生态环境保护和农业可持续发展研究。研究所围绕土壤发生与分类、土壤物理化学、土壤生物与生物化学、土壤环境与生态修复等领域开展前沿探索，在红壤改良、水稻土肥力提升及污染土壤修复等方面取得多项重大成果。拥有土壤与农业可持续发展国家重点实验室等高水平科研平台，牵头实施多项国家科技计划项目，为国家粮食安全、生态文明建设和乡村振兴提供重要科技支撑。研究所积极推动国际合作，是国际土壤科学领域的重要研究基地。
成果资料
产业化落地方案
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