空心碳球的可控制备及其在CO2吸附领域的研究的任务书.docx

空心碳球的可控制备及其在CO2吸附领域的研究的任务书
任务书
一、任务背景
随着全球经济和人口的快速增长，能源消耗不断增加，使得大量的CO2进入大气中，导致全球气候变化加剧和环境污染日益严重。因此，寻找高效的CO2捕捉和封存方法已成为减缓气候变化和应对能源危机的重要途径。
其中，固体吸附材料可以通过吸附CO2来减少大气中的CO2浓度，它具有结构稳定、可以循环使用、高效、低成本等优点。目前，已经有许多吸附材料被开发出来，如MOFs、COFs、氧化物、碳材料等。其中，碳材料是一类重要吸附材料，尤其是空心碳球，它具有高比表面积、均匀孔洞结构、化学惰性、机械强度高等优点，在CO2吸附领域有着广泛的应用前景。
目前，制备空心碳球的方法有很多种，比如模板法、溶胶凝胶法、化学气相沉积法、疏松碳粉球法等。然而，这些方法制备的空心碳球尺寸分布不均匀，孔隙度无法精确控制，表面化学性质也难以调控。因此，需要寻找一种可控制备空心碳球的新方法。
二、任务内容
本次任务旨在寻找一种可控制备空心碳球的新方法，并探究其在CO2吸附领域的应用。
1.可控制备空心碳球的研究
(1)确定制备空心碳球的材料及方法
(2)调查不同材料和方法对空心碳球尺寸、孔隙度和表面化学性质的影响
(3)优化制备条件，探究制备空心碳球的最佳条件
2.空心碳球在CO2吸附领域的研究
(1)测试空心碳球对CO2的吸附能力和选择性
(2)探究空心碳球孔径、表面化学性质等因素对CO2吸附的影响
(3)对比空心碳球与其他CO2吸附材料的吸附性能，评估其优缺点
三、任务计划
任务周期：4个月
任务进度：
第一阶段（1个月）：确定制备空心碳球的材料及方法
1.1文献综述，确定制备空心碳球的方法
1.2研究可用的材料和配方
第二阶段（1个月）：制备空心碳球并测试其物理化学性质
2.1实验室制备空心碳球样品
2.2测量样品尺寸、孔隙结构和表面化学性质
第三阶段（1个月）：测试空心碳球对CO2的吸附能力和选择性
3.1评估空心碳球样品吸附CO2的性能
3.2探究空心碳球孔径、表面化学性质等因素对CO2吸附的影响
第四阶段（1个月）：对比空心碳球与其他CO2吸附材料的吸附性能，评估其优缺点
4.1比较实验室制备的空心碳球与其他CO2吸附材料的吸附性能
4.2评估空心碳球在CO2吸附领域的应用前景与优势
四、任务要求
1.任务完成后，须提交报告一份，报告需包括任务背景、任务目标、任务方法、实验结果与分析、结论及参考文献等。
2.任务过程中需注意实验安全，并确保实验数据的准确性和可靠性。
3.充分考虑环保问题，减少实验产生的废弃物和环境污染。
4.遵守实验室管理制度和安全操作规程。
五、参考文献
[1]LiJ,XiongL,YangX,etal.HollowCarbonSpheres:SyntheticStrategiesandApplications[J].AdvancedMaterials,2018,30(10):1705142.
[2]ZengB,KongJ,YouR,etal.PorouscarbonmaterialsforCO2capture:progressandprospects[J].JournalofMaterialsChemistryA,2018,6(5):2079-2096.
[3]WeeLH,WangZ,MagadiSS,etal.SynthesisofHollowCarbonSphereUsingSugarBeetPulpasaBiomassResource[J].AdvancedMaterialsResearch,2014,906:76-79.