以蔗糖為炭源，磷酸為活化劑，采用真空浸漬法經炭化、活化制得膨脹石墨基C/C復合材料。采用SEM、氮氣吸脫附法、TG和TEM 等測試手段，研究了磷酸/蔗糖質量比(Xp)、蔗糖濃度對復合材料孔結構和比表面積的影響，利用FTIR和Boehm滴定法對復合材料表面的化學官能團進行表征，并考察了C/C復合材料對甲醛的吸附能力。結果表明：膨脹石墨基C/C復合材料含有大量的微孔、一定量的介孔和大孔，表面含有豐富的含氧官能團，有利于對甲醛極性分子的吸附。在Xp=1.0、蔗糖溶液濃度為30%(質量分數)時所制得的膨脹石墨基C/C復合材料比表面積最高，達到2112m2/g，孔容為1.08mL/g，其對甲醛的吸附量為854mg/g，較同工藝制備的活性炭提高了26.9%。

　　隨著經濟條件的提高，越來越多的室內裝飾裝潢材料得到應用，而這些材料常常帶有甲醛等揮發性有機物(volatile　organic　compounds，VOCs)。現在人們大約80%的時間是在室內度過的。因此室內環境的治理越來越受到人們的重視。

　　目前，國內外治理室內污染主要采用吸附法、光催化氧化法、生物降解法等。而吸附法由于設備簡單、操作方便、適用范圍廣、處理效果好等優點，有著非常廣泛的應用前景。其中活性炭是吸附劑的典型代表，應用最廣泛，但是傳統的活性炭多為粉狀或粒狀，其孔結構中含有大量的盲孔和封閉孔，并存在礦物灰分，嚴重影響了其吸附容量；另外在循環使用中其摩擦損耗較高。

　　近年來，一種新型的吸附材料———膨脹石墨基C/C復合材料開始受到廣泛關注，這類材料以膨脹石墨為骨架，有機樹脂為炭源，采用物理活化法制備，存在比表面積低(一般不超過1000m2/g)、活化不均勻等問題。

　　本研究以磷酸為活化劑，將炭源真空浸漬涂覆到膨脹石墨基體的網絡孔隙中，可以縮短浸漬時間并實現炭源充分、均勻引入，制備出膨脹石墨基C/C復合材料。該復合材料是在膨脹石墨的外表面和內部二級孔的孔壁上涂覆一層活性炭膜，并保留膨脹石墨的微米級網絡狀連通孔結構，實現了微米級大孔、納米級微孔及少量介孔的多孔復合，所得復合材料具有良好通透性和高的比表面積。

　　1、實、驗

　　1.1、膨脹石墨基C/C復合材料的制備

　　真空浸漬是將膨脹石墨浸漬在一定質量比的磷酸/蔗糖溶液中，再將其放入真空烘箱內，保持室溫，箱內壓力為-0.1MPa以下。真空浸漬4h后，將樣品取出在80℃下烘干約10h，然后在160℃下固化8h。固化后的樣品在350℃下保溫2h進行活化，全程氮氣保護。活化后試樣經去離子水沖洗除去其中磷酸根離子，得到所需膨脹石墨基C/C復合材料。

　　實驗中活性炭為相同工藝條件下，即未用膨脹石墨為基體，制得的純活性炭，粒徑約為0.5mm。

　　1.2、樣品表征

　　使用美國康塔NOVA-2000e自動吸附儀，采用容量法以氮氣為吸附質在液氮溫度77K下進行吸附測定，測得的等溫吸附曲線由Brunauer-Emmett-Teller (BET)法計算比表面積，用JSM-7001F、S-4800II型場發射掃描電子顯微鏡，TecnaiG212Twin型透射電子顯微鏡觀察和分析樣品的微觀形貌，用Density-Functional-Theory(DFT)模型擬合吸附等溫線得到樣品的納米級孔徑分布。采用KBr粉末壓片法測試樣品的紅外吸收光譜(美國Thermo Nicolet公司Nexus470型傅里葉變換紅外光譜儀)對材料表面官能團進行定性分析。采用Boehm滴定法定量分析復合材料表面官能團。Boehm 滴定法根據不同強度的堿和酸與材料表面進行反應。其中，NaHCO3僅中和材料表面的羧基，Na2CO3可中和材料表面的羧基和內酯基，而NaOH 可中和材料表面的羧基、內酯基和酚羥基，而HCl中和材料表面堿性基團總量，根據堿酸消耗量的不同，可以計算出相應酸堿性基團的含量。

　　1.3、靜態吸附試驗

　　采用靜態保干器法，在一定的溫度下，準確稱取一定量的復合材料放在鋁箔上并置于真空干燥器中；同時，在真空干燥器中放置一定量的甲醛溶液，密閉保存一定時間后取出，放置空氣中5min以脫去吸附不穩定物質，然后稱重，算出材料吸附甲醛的質量。

　　3、結論

　　(1)在真空浸漬條件下，當磷酸/蔗糖質量比Xp=1.0，蔗糖濃度為30%時可以制備得到比表面積為2112m²/g、孔容為1.08mL/g的膨脹石墨基C/C復合材料，其孔徑集中在3.5nm 以下，適合小分子吸附。

　　(2)在復合材料中，以磷酸為活化劑提供了豐富的表面含氧官能團和極性官能團適合對甲醛類極性分子的吸附。同時活性炭以炭膜形式均勻涂覆于膨脹石墨外表面和二級孔道中，并實現了微米級大孔、納米級微孔及少量介孔的多孔復合。

　　(3)復合材料對甲醛的吸附量最大可達854mg/g，較同工藝制備的純活性炭的673mg/g，提高了26.9%。