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活性中间相炭微球的制备及机理研究
一.引言
活性中间相炭微球是一种具有多孔、高表面积的材料，其应用于催化、分离等领域，具有广泛的前景。本文将介绍活性中间相炭微球的制备方法及机理研究。
二.制备方法
活性中间相炭微球的制备可以分为两步：制备前驱体球和热解处理。
1.前驱体球的制备：
前驱体球通常是由硅胶和硝酸铝等硅铝源配合后，以聚苯乙烯等高分子为模板制成的。
首先，将硝酸铝溶解在水中，然后再将硅胶悬浮液引入其中，控制pH值，将硅铝源共沉淀为球形物。再将聚苯乙烯微球加入混合物中，使其沉积在硅铝球的表面，形成前驱体球。
2.热解处理：
前驱体球需要在高温下热解，热解过程中聚苯乙烯高分子会被热解。热解后，前驱体球变为多孔的中间相炭微球。
热解温度是影响微球孔隙结构的重要因素，高温会导致相对均匀分布的氧、铝和硅离子的还原并产生空孔隙。热解时间对孔隙大小和微球比表面积也具有一定程度的影响。
三.机理研究
热解后形成的中间相炭微球是由气-固-液三相体系生成的。其中气相是由聚苯乙烯在高温下热解后产生的气体。固相是由硫酸盐或者硼酸与硅铝源反应后形成的二氧化硅、三氧化二铝以及其它硅铝等杂质。液相则是在反应时添加的模板高分子。
在高温下，模板高分子会分解产生大量的气体，撑开固相，形成孔洞。同时，模板高分子的分解产物也会与硅铝源中的二氧化硅、三氧化二铝反应，形成碳酸盐、硅酸、铝酸盐等物质。
四.结论
活性中间相炭微球的制备方法广泛，但也可以根据实际情况进行不同的制备方法。其中，热解温度、时间等因素会对微球的孔隙结构产生影响。机理研究表明，活性中间相炭微球的形成是三相体系合作的结果。