有序介孔碳主要通过模板法进行合成，红宝石电容有序介孔碳材料的合成

有序介孔碳材料的合成，有序介孔碳主要通过模板法进行合成，利用模板剂自身结构的空间限域作用，可以高效地合成不同孔径的有序介孔碳，也会较好地复制出模板剂高度稳定有序的结构。有序介孔碳早期的合成采用硬模板法，通常要将孔道分布均匀且热稳定性好的刚性材料用作模板，通过液相浸渍等方法将前驱体置于模板中，通过模板的限域作用使得前驱体在模板中反应后完整地复制出其结构。硬模板法的合成方法可简要概括为以下几步：1）制备孔道规整均匀，热稳定性好的硅基分子筛作为硬模板剂；2）红宝石电容选择合适的碳源作为前驱体填充到模板的孔道内形成复合材料；3）将上述复合材料进行高温热解碳化；4）高温碳化后的材料用HF或者NaOH水溶液进行洗涤，将模板去除。例如，Wang等人采用褶皱孔氧化硅(WMS)为模板，蔗糖为碳前驱体，首次成功合成了褶皱介孔碳。这种碳材料不仅保持了WMS独特的径向褶皱结构，也打开了内部表面，从而增加了比表面积(1344m2/g)，该碳材料将因其独特的径向褶皱孔隙结构在电化学储能和催化剂等领域得到广泛的应用。Wang等人选用介孔硅基材料(FDU-5)为模板剂，通过浸渍法制备有序3D介孔碳，首次探索了其作为电池负极材料的电化学性能。所制备的C-FDU-5孔径均匀，比表面积为750m2/g。C-FDU-5作为一种新型纳米材料，红宝石电容具有比活性炭更优异的容量特性，并可在大电流下稳定地充放电。硬模板法在合成有序介孔碳的过程中需要考虑诸多的因素，例如：模板是否具有良好的热稳定性、前驱体在模板中的浸润效果和在模板孔道中的注入量是否可控等；再者，其合成过程的复杂性使其产率很低，步骤之间的相关联性太强，在实际使用中受到众多限制，也不利于工业上大规模制备。后来软模板法逐渐发展起来，它的合成过程相对简单，选取合适的模板剂和有机或无机碳前驱体，两者之间要存在适当的相互作用力使得其自组装过程顺利实现以形成具有介孔结构的聚合物。