介孔炭球是一種比表面積高、中孔結構發達的新型炭材料，在血液灌溉、催化劑載體和儲能等領域具有廣泛的應用前景，與此同時，製備孔隙結構發達、強度高且球形度優的大尺寸介孔炭球也是多孔質炭材料領域具有挑戰性的課題。
最近，南京林業大學化學工程學院左宋林教授的炭材料研究團隊以石墨微晶納米新材料(GCN)、間苯二酚和甲醛為碳質前驅體，採用凝膠、炭化和活化步驟，製備了性能優良的毫米級介孔炭球。該技術路線不僅綠色、簡單、快速、高效，且易於實現連續化製備，具有工業化應用前景。
近幾年，左宋林教授團隊提出並創建了微晶質炭的選擇性氧化解離技術（Carbon 140 (2018) 504-507），在國際上首次實現了木炭、竹炭、果殼炭以及活性炭等木質炭快速解離成其基本結構單元——類石墨微晶的納米化過程，同時製備了得率超過80%的GCN新型納米材料（也叫納米微晶）。目前，團隊創建的新技術和新材料已在中國、美國、日本和歐洲獲得專利授權（ZL201780002578.2, 2018；JP P 6762417, 2020；U.S. P 11,103,850 B2, 2021; EP P3572375B1, 2022）。
本研究是基於GCN可以顯著催化間苯二酚和甲醛縮聚反應的基礎上（Carbon 194 (2022) 220-229）開展的工作。研究發現，GCN的加入不僅能夠實現間苯二酚和甲醛溶液的快速凝膠，而且可以獲得各向同性、質地均勻、球形度高的大尺寸GCN/RF凝膠球，使其在劇烈的炭化和活化過程中仍能保持良好的球形度和高的強度，其中，GCN用量是決定大尺寸介孔炭球形貌、孔隙結構和強度的主要因素。
相關研究成果以「Simple and green synthesis of high-quality macroscopic mesoporous carbon spheres facilitated by graphitic crystallite nanomaterials」為題在國際知名期刊《Chemical Engineering Journal》（影響因子：16.744，Top期刊）發表。化學工程學院博士生高涵為第一作者，左宋林教授為唯一通訊作者。我校為第一完成單位。該研究得到了國家自然科學基金項目的支持
來源：南京林業大學
文章連結：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142171