生物质炭材料可控合成的难点

软模板法被广泛应用于中空炭球的合成。其中以酚醛树脂为炭源，以表面活性剂为软模板可以合成均一的聚合物球或者中空球，经过高温碳化可以得到炭球或者中空炭球。考虑到生物质原料的可持续性，很多生物质也被用作炭源来制备功能化的炭材料（BDCs）。为了满足不同应用的需要，需要开发新型的方法来控制BDCs的形貌，孔结构和表面化学性质。模板法被视为控制炭材料形貌的有效方法。其中，使用硬模板方法可以有效的合成出具有球状，管状，或中空球型的BDCs。但是，硬模板法受限于模板的选择，且需要比较繁琐的后处理过程来去除模板。

相对于硬模板法，水热反应釜基于表面活性剂的软模板法具有步骤简单，且更加绿色等特点，因为其使用的表面活性剂能够在高温下进行分解，因此在高温碳化的过程中可以很容易的除去。生物质原料一般需要较高的温度才能进行聚合，在这种条件下表面活性剂形成的胶束不稳定。因此很难使用软模板法来控制BDCs形貌和结构。2006年，从事生物质炭材料制备的Titirici1利用F127为软模板，选择水热炭化温度较低的果糖炭源，在120 oC水热条件下，成功合成出具有有序介孔结构的炭材料；之后，有研究人员2探究了硫酸对于增强前躯体与表面活性剂相互作用，同样在120 oC下得到高收率的有序介孔炭