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活性炭因具有比表面積高、微孔-大孔結(jié)構(gòu)和低密度等優(yōu)點(diǎn)而廣受關(guān)注。目前已廣泛應(yīng)用于催化劑載體、能源儲(chǔ)存、吸附和分離等技術(shù)領(lǐng)域。生物質(zhì)包括椰子殼、竹屑和木材都可用作生產(chǎn)活性炭的原料。活性炭的表面形貌和孔結(jié)構(gòu)形態(tài)決定了它在新興領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，設(shè)計(jì)和構(gòu)建活性炭的特殊結(jié)構(gòu)顯得尤為重要。

日前，離子液體作為溶劑應(yīng)用的前景被廣泛看好。離子液體的陰陽離子能夠與底物形成氫鍵，從而快速、高效地溶解底物，并表現(xiàn)出熱穩(wěn)定性好、不揮發(fā)、無蒸汽壓和沸點(diǎn)高的優(yōu)點(diǎn)。雖然，離子液體作為反應(yīng)媒介用于材料合成已經(jīng)有一段時(shí)間，但用于制備多孔碳材料并不多見。離子液體能夠在室溫常壓條件下，作為反應(yīng)媒介用于生物質(zhì)的炭化反應(yīng)。版納植物園生物能源組郭峰副研究員采用離子熱碳化法將生物質(zhì)原料（如葡萄糖、纖維素、木質(zhì)素和竹粉）在酸性離子液體（[SBMIM][HSO₄]）中預(yù)碳化，并選擇不同的表面活性劑作為模板劑，以獲得不同形態(tài)結(jié)構(gòu)的生物炭。但離子熱碳化溫度低，所產(chǎn)生的生物炭熱穩(wěn)定性差。進(jìn)一步在中溫條件下采用CO₂物理活化技術(shù)提高活性炭的熱穩(wěn)定性，同時(shí)保留了原有的功能活性基團(tuán)和形態(tài)形貌。采用FT-IR、拉曼、熱重和SEM等分析技術(shù)研究了離子熱碳化機(jī)理和產(chǎn)物的形貌特征。通過“離子熱碳化-CO₂活化”法技術(shù)獲得了球形（直徑~200nm）、棒狀（直徑~200nm）和膜狀（厚度~70 nm）等3種不同形態(tài)結(jié)構(gòu)的活性炭，比表面積范圍為289~469 m²/g，平均孔徑為3.5 nm。

該研究成果以Shape-controlled Synthesis of Activated Bio-chars by Surfactant-templated Ionothermal Carbonization in Acidic Ionic Liquid and Activation with Carbon Dioxide為題發(fā)表在BioResources上，并被推薦為當(dāng)期封面論文。