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基于聚膦腈的多孔性碳材料的制备与储氢性能研究的综述报告
1.背景介绍
随着全球经济和人口的快速增长，越来越多的能源被消耗，导致臭氧层破损、气候变化等问题的加剧。因此，寻找新型、清洁、高效的能源是亟待解决的问题。储氢是一种可行的选择，因为它具有高能量密度、无污染和可再生等优点。然而，现有的储氢材料在储氢密度、循环稳定性和成本等方面还有很大的改进空间。因此，研发高效、经济的储氢材料成为了科学家们的重点研究方向。
多孔性碳材料因其高比表面积、大孔径和优越的化学稳定性而被认为是极具潜力的储氢材料。聚膦腈（PPCN）是一种良好的碳源，由于其所具有的高度成环性质和较低的挥发性，PPCN制备的多孔碳具有独特的孔结构和表面化学功能，因此在储氢性能方面表现出非常好的潜力。
2.制备方法
目前已经研究出了多种PPCN制备多孔碳的方法，以下介绍其中的两种：
①两步法：首先将PPCN在氮气中高温热解形成多孔碳前体，然后通过接枝反应引入氨基等官能基固定优越的孔结构和活性，最终从多孔碳前体中获得多孔功能化碳。
②一步法：将PPCN和活性碳混合并经过炭化制备出多孔碳。这种方法可以通过调节PPCN和活性碳的配比来控制孔径和孔壁的组成。
无论哪种方法，多孔碳的储氢性能都与其孔径、孔壁厚度和比表面积有关，因此制备过程中需要注意控制这些参数。
3.储氢性能表现
制备出来的多孔碳材料展现出良好的储氢性能，具有以下优点：
①高储氢密度：PPCN制备的多孔碳储氢密度能达到约4.3wt%。
②好的储氢适应性：在不同的温度和压力下，PPCN制备的多孔碳都表现出很好的储氢性能。
③良好的氢气吸附动力学：PPCN制备的多孔碳吸附和释放氢气的速度较快。
④满足实际应用要求：PPCN制备的多孔碳具有较高的循环稳定性，令人满意的重复性和较长的储存寿命，能够满足实际应用的要求。
4.结论
多孔性碳材料比传统的储氢材料具有更好的储氢性能，并且PPCN是一种十分有效的原料，制备出来的多孔碳能够在储氢领域发挥很大的潜力。因此，PPCN制备多孔碳储氢材料的研究具有重要的意义，但是还有一些挑战需要克服以提高其性能。例如，研究人员需要进一步合理调控多孔碳的孔径和孔壁结构以及优化PPCN的制备方法。在未来的研究中，我们可以期待多孔性碳材料在储氢中的广泛应用。