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铁催化剂对介孔碳石墨化和磁性功能化的研究
引言
介孔碳材料是一种新型的材料，具有良好的物理、化学性质。磁性功能化材料则是近些年新兴的材料领域之一。铁催化剂是一种重要的催化剂，在化学反应中有着广泛的应用。本文探究了介孔碳的石墨化和磁性功能化，并研究铁催化剂对这些反应的促进作用。
一、介孔碳材料的研究
介孔材料是指孔径大小在2-50nm之间的材料。介孔碳材料在颜料、催化剂、电极材料等方面具有广泛的应用。介孔碳材料的制备方法一般有两种：模板法和无模板法。
模板法是指利用硅、镁等金属氧化物为模板，将碳质材料沉积在模板内形成孔结构。无模板法是指直接在碳质材料中通过理化方法生成孔结构。由于模板法的制备过程较为复杂，常用无模板法制备介孔碳材料。无模板法制备介孔碳材料一般有化学氧化法、碱处理法、水热法、溶胶凝胶法等。
李博文等[1]采用溶胶凝胶法制备了一种介孔级联金属催化炭材料。制备过程中先将不同金属离子通过溶胶凝胶法沉积在炭材料表面，再通过高温焙烧法将金属溶胶转变为介孔级联金属催化碳。该炭材料的介孔孔径集中在4–10nm之间，具有很高的表面积和良好的催化性能。
二、介孔碳材料的石墨化
介孔碳材料的石墨化是指将无定形碳质材料转变为石墨化碳质材料的过程。石墨化可以改变介孔碳材料的结构，增加材料的导电性和机械强度。
石墨化的方法主要有热解法、微波石墨化法、等离子体石墨化法等。介孔碳材料的石墨化可以通过热解法实现。热解法需要在高温条件下进行，一般在1000℃-3000℃之间。在高温下，无定形碳质材料会逐渐失去随机分布的形态而形成有序排列的石墨结构。
王猛等[2]采用等离子体石墨化法将介孔碳材料石墨化。他们首先通过化学氧化法制备了介孔碳材料，然后将介孔碳材料放入等离子体反应器中，通过高温等离子体将其石墨化。该石墨化后的介孔碳材料具有高热稳定性和良好的电化学性能。
铁催化剂对介孔碳材料的石墨化过程有促进作用，可以降低石墨化温度，提高石墨化后的介孔碳材料的导电性能。
三、铁催化剂对介孔碳材料的磁性功能化
磁性功能化材料是指将材料赋予磁性性质的过程。磁性功能化材料具有磁性和非磁性材料的特点，可以在许多领域中应用，如磁性记录材料、医学领域等。
磁性功能化介孔碳材料的制备方法主要有两种：一种是直接在介孔碳材料内引入磁性纳米颗粒，另一种是通过化学反应将介孔碳材料表面引入磁性纳米颗粒。
徐航等[3]利用铁离子对介孔碳材料表面进行功能化，并成功地制备了磁性功能化介孔碳材料。他们首先制备了介孔碳材料，随后通过铁离子还原和交换反应，将磁性纳米颗粒引入介孔碳材料内部。该磁性功能化介孔碳材料具有高的饱和磁化强度和良好的催化性能，可以应用于多种领域。
结论
介孔碳材料是一种新型材料，在许多领域中有着广泛的应用。石墨化和磁性功能化是介孔碳材料的两个重要方面，铁催化剂在这两个过程中具有一定的促进作用。石墨化可以提高介孔碳材料的导电性能和机械强度，磁性功能化则可以为介孔碳材料赋予新的应用领域。铁催化剂在介孔碳材料的制备中具有广泛的应用前景。
参考文献
[1]李博文,宫俊艳,龚璇,等.介孔金属催化炭材料的制备及催化性能研究[J].中南大学学报:自然科学版,2017,48(1):76-83.
[2]王猛,邢内兆,熊飞.等离子体石墨化介孔碳材料的制备及电化学性质[J].无机材料学报,2016,31(4):414-420.
[3]徐航,马伟,张羽,等.铁掺杂磁性介孔碳材料的合成及催化性能[J].武汉理工大学学报:材料科学版,2017,39(1):138-144.