多重碳形态学来源于多离子复杂基双友性块共聚物作为模板和作为碳前体
M Sivanantham1,2, Ramsankar Senthamaraikannan3, Anjaneyulu Dirisala4
1Research and Development Cell, Department of Physics, PRIST Deemed to be University, Vallam, Thanjavur 613 403, Tamil Nadu, India.
这项研究使用基于聚离子复合体 (PIC) 的双水友性块共聚物 (DHBC) 和来通过热水碳化产生多样化的碳形态. 这些共聚合物的二次结构决定了潜在的能量储存所得到的碳形状.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 制造各种碳形态通常需要复杂的方法.
- 基于多电离子复合体 (PIC) 的双水友性块共聚合物 (DHBC) 提供可调节的自组装特性.
- 水热辅助碳化是材料合成的一个有前途的途径.
研究的目的:
- 用基于PIC的DHBC和不同度的醇来研究多种碳形态的形成.
- 探索共聚合物二次结构在决定碳形态学的作用.
- 评估这些碳材料在储能应用中的潜力.
主要方法:
- 在水性介质中的DHBC和混合物上使用了水热辅助碳化策略.
- 采用富里埃转换红外和循环二极化谱法来分析共聚物二次结构.
- 使用扫描电子显微镜和拉曼光谱学来表征碳形态.
主要成果:
- 通过变化的DHBC类型和度,实现了多样化的碳形态 (类似虫的,球形的,颗粒状的,圆的,不规则的).
- 相关的特定共聚物二次结构 (β-sheet,α-helix,随机线圈) 具有明显的混合和随后的碳形态.
- 证明碳化材料具有较高的特定表面积 (579 m2 g-1) 和孔隙体积 (0.398 cc g-1),表明孔隙性.
- 发现含量影响了石墨化程度和水晶体域大小.
结论:
- 基于PIC的DHBC系统的二次结构对于产生多个碳形态至关重要,与两性块共聚合物系统不同.
- 这种方法为生产各种碳结构的传统有机溶剂技术提供了简单有效的替代方案.
- 由此产生的多孔碳材料显示出储能应用的巨大潜力.
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