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)過炭化和去除模板等過程，制備出中孔炭微球。通過控制模板的形狀、尺寸和含量，實(shí)現(xiàn)對材料孔結(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，并通過液晶模板理論解釋了這個(gè)合成過程。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等通過兩步炭化法制備有序中孔炭微球并研究其在超級電容器上的應(yīng)用性能。

(2)硬模板法

硬模板法是使用無機(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)過熱處理、炭化和刻蝕后制備了中孔炭。

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