纳米多孔碳吸附剂，在特种气体领域的应用

PVDC衍生碳基吸附剂，是以聚偏二氯乙烯（PVDC）为原料，在惰性气氛下高温碳化，无需活化或其他额外步骤即可获得PVDC树脂衍生纳米孔碳，微孔率达到100%，比表面积为1200㎡，孔径0.5-1nm。这种均质化程度高的纳米孔碳材料被证实是很好的气体吸附剂、催化剂载体和电容材料。

1. 气体存储

电子特气的运输，碳基吸附剂实现安全负压。

在半导体制造中的离子注入工艺，需要用到剧毒气体包括砷烷、磷烷、硼烷等。对于这类气体无法使用高压气瓶运输，负压气瓶技术取而代之成为行业标准。负压气瓶技术（SDS存储）通过使用PVDC纳米级碳材料吸附气体分子，使钢瓶内压力低于大气压，从而杜绝危险气体的泄漏。

负压气瓶（SDS存储系统）中的碳材料对均质化的要求极高，所以PVDC衍生碳是一种符合均质化要求的高纯净度吸附剂。通过模版成型和表面掺杂硬化等工艺控制吸附剂材料的填充量与堆积密度，减少碳吸附剂在瓶内的破损与磨损，达到超高的气体存储量。

2. 气体分离

通过PVDC衍生纳米碳材料去实现气体的分离，在半导体领域有着至关重要的应用。从氮气中分离并回收六氟化硫（SF₆）和四氟化碳（CF₄），是在半导体行业中获取高附加值产品的当务之急。通过无试剂热解活化聚偏二氯乙烯树脂衍生的碳吸附剂，用于选择性识别和捕获SF6和CF4。这种材料制备工艺简单、吸附率高、选择性高、吸附动力学快、稳定性强，使这些碳吸附剂在实际气体分离过程中具有很强的工业化前景。

3. 超级电容器

PVDC衍生碳的表面改性，形成超高电容量的电极材料。

电化学测试表明，PVDC衍生碳材料具有优异的高体积电容（214 F/cm³），是双电层电容器（EDLC）的理想电极材料。通过热解PVDC（聚偏二氯乙烯树脂）前体和过量ZnO，以获得具有高比表面积的高度多孔结构。通过氧化锌ZnO去活化PVDC聚偏二氯乙烯树脂，用来制备超级电容器的阳极碳材料。通过这一过程ZnO最初占据的位置会通过模版作用变成微孔，并在不洗涤的情况下生产微孔碳，有利于提高电荷存储量。

图片和部分数据信息来源于：

doi:10.1016/j.colsurfa.2007.08.042

https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130047

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.9b05627