4.模板法

模板法是使用某種物質(zhì)作為模板，利用其結(jié)構(gòu)導(dǎo)向作用，與炭前驅(qū)體形成聚合物，再經(jīng)過(guò)炭化和去除模板等過(guò)程，制備出中孔炭微球。通過(guò)控制模板的形狀、尺寸和含量，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料孔結(jié)構(gòu)的控制。模板法相比其它方法，具有孔結(jié)構(gòu)可控的優(yōu)點(diǎn)，是一種十分有應(yīng)用前景的方法。模板法根據(jù)使用模板性質(zhì)的不同，可分為軟模板法和硬模板法。

(1)軟模板法

軟模板法通常是向體系中加入表面活性劑或嵌段共聚物，需要在反應(yīng)過(guò)程中形成模板，軟模板與炭前驅(qū)體之間要有較強(qiáng)的作用力，否則很難自組裝成新的結(jié)構(gòu)，隨著軟模板劑自組裝形成有序結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)炭化，軟模板受熱分解形成中孔炭。Beck等利用表面活性劑作為有機(jī)模板制備出分子篩MCM-41，并通過(guò)液晶模板理論解釋了這個(gè)合成過(guò)程。Song等以蔗糖分子為碳源，CTAB、PS微球作為模板劑，制備擔(dān)載Pt金屬的空心炭微球。Liu等通過(guò)兩步炭化法制備有序中孔炭微球并研究其在超級(jí)電容器上的應(yīng)用性能。

(2)硬模板法

硬模板法是使用無(wú)機(jī)物模板劑如硅溶膠作為聚合物的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在炭化和刻蝕后，可以成為中孔炭的孔道結(jié)構(gòu)。Hampsey等以溶膠輔助自組裝法得到的多孔硅顆粒為模板，進(jìn)一步制備球形有序中孔炭顆粒，結(jié)果表明，制備的中孔炭球平均孔徑為6nm，但粒徑分布較寬。Knox等以苯酚和十六胺作為炭前驅(qū)體，以商業(yè)硅溶膠和水玻璃為模板劑，經(jīng)過(guò)熱處理、炭化和刻蝕后制備了中孔炭。

軟模板法制備過(guò)程中可以省去刻蝕模板的步驟，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)步驟節(jié)約了成本，但是其對(duì)孔徑的控制不夠。硬模板法在所有的制備中孔炭微球方法中，是對(duì)孔徑控制的一種方法。