目前，活性炭合成面临的一个挑战是，还没有办法制备具有可预测和有针对性的性能的材料。特别地，没有起始碳质物质的材料参数或特性可用于预测活性炭的孔隙率和堆积密度。
有鉴于此，英国诺丁汉大学Robert Mokaya报道了一种适用于甲烷存储的目标孔隙度和堆积密度的生物质衍生活性炭的合成策略。
文章要点
1）前体中的元素氧与元素碳的比例（即O/C原子比）可以用作活性炭中孔隙性质的通用预测指标。研究人员以枣籽（Phoenix Dactyvena）为例，说明了如何使用具有低O/C比的生物质原料，以及碳化模式的选择，来合成具有最佳孔隙率的活性炭，其孔隙率由表面积密度定义，并且具有适合储存甲烷的高堆积密度。
2）实验结果显示，在25 ℃和35 bar下，活性碳可储存高达222 cm3（STP）cm-3的甲烷，远远高于迄今报道的任何多孔碳的值，可与最好的金属有机骨架（MOF）相媲美。然而，与MOF相比，活性炭要便宜得多（< 1 $/kg）。
该研究工作为优化活性炭的定向合成提供了重要的见解，向开发廉价多孔炭用于高体积甲烷(或天然气)储存迈出了重要一步。此外，该研究也适用于其他具有目标性能的活性炭的优化制备，以用于能量储存和环境修复。
Afnan Altwala, et al, Predictable and targeted activation of biomass to carbons with high surface area density and enhanced methane storage capacity, Energy Environ. Sci., 2020
DOI: 10.1039/D0EE01340D
https://doi.org/10.1039/D0EE01340D
