摻雜間苯二酚的苯酚基炭氣凝膠的制備與電化學研究.pdf

1、炭氣凝膠是一種新型輕質(zhì)納米多孔無定形炭素材料,具有許多優(yōu)異性能(諸如導電性、絕熱性、多孔性等),并可應用于催化劑載體、電吸附除鹽、吸附劑、色譜儀填充材料、貯氫材料等方面,也是制備超級電容器和鋰電池的理想電極材料。炭氣凝膠自1989年誕生后的二十多年時間里,受到了各國廣泛地關注及研究,目前在原料的選擇、制備工藝及具體應用等方面有了相當程度的改進及創(chuàng)新。
　　 傳統(tǒng)的炭氣凝膠的制備采用間苯二酚及甲醛為原料,但由于間苯二酚高昂的價格,

2、限制了其制備的炭氣凝膠的應用。為了降低成本,提高炭氣凝膠的市場競爭力,本文選用酚類同系物中價格最為低廉的苯酚為原料,堿作為催化劑,少量的間苯二酚作為反應成核劑與交聯(lián)劑,在水相中與甲醛反應通過兩步法制得炭氣凝膠。
　　 本文考察了不同量的間苯二酚摻雜對催化劑堿用量的影響,以及對隨后所制備的炭氣凝膠的形貌、密度、體積收縮率及炭化收率等宏觀物性的影響,并通過掃描電鏡、氮氣吸脫附等溫線、熱重分析等手段分析其對炭氣凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果

3、表明,極少量的間苯二酚的加入可以極大地減少形成透明有機凝膠所需堿催化劑的用量；一定的少量間苯二酚(10％、20％)的加入時,炭氣凝膠的微孔中孔含量輕微減少,并引入少量的大孔,堿催化劑用量的減少可以降低所得炭氣凝膠的密度及體積收縮率；而當較多量的間苯二酚(30％)的加入時,炭氣凝膠的中孔含量極大減少,大孔含量極大增加,堿催化劑用量的減少卻提高了所得炭氣凝膠的密度及體積收縮率。
　　 本文還利用恒流充放電實驗考察了所得的炭氣凝膠在不