聚烯烃合金基大块多孔碳制备

【目的】开发废弃聚丙烯源的多孔碳材料。【方法】以等规聚丙烯(IPP)和无规聚丙烯(APP)的合金为起始原料,经过磺酸化和碳化反应制备聚烯烃合金基多孔碳,并利用红外光谱(FTIR)、差热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)对聚丙烯合金及其碳化材料的结构和形貌进行表征,最后以罗丹明b为模型染料研究得到多孔碳的吸附特性。【结果】DSC研究发现,随着APP引入,IPP结晶度从约55%降至约32%。结晶度降低,有效促进磺酸化和交联。FTIR分析表明,磺酸化改性后,其分子骨架中不仅产生了特征的磺酸基团吸收信号,还产生了共轭碳碳双键的特征信号。研究还发现,当APP和IPP用量为1∶1时,其交联度可达约15%。SEM形貌观察发现,磺酸化改性样品均可实现成功碳化,且碳化后样品具有丰富的孔道结构。当APP和IPP用量为1∶1时,碳化率最高可达约14.0%。【结论】本研究制备多孔碳的方法具有高度可行性,当IPP与APP比例为1∶1时所制备的聚烯烃合金基多孔碳材料,其磺酸化效果最好、交联度最高、碳化率最高且吸附性能最好。

Preparation of Porous Carbon Monoliths Based on Polyolefin Alloys