炭氣凝膠及炭氣凝膠-聚苯胺復合材料的制備及性能研究.pdf

1、本文以間苯二酚和甲醛為主要原料,乙酸鈣為模板劑,丙二酸為催化劑,通過常壓模板法制備出了電容性能良好的炭氣凝膠材料。通過X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和氮氣吸脫附等測試手段對材料的結構和形貌進行了研究。并通過電化學測試探討了模板劑的添加量對材料的電化學性能的影響。而后通過原位聚合的方法將炭氣凝膠與聚苯胺復合,得到了比容量高的復合材料。最后將制得高比表面的炭氣凝膠用于吸附水溶液中的重金屬離子鎘。
　　研究結果表明,模板

2、劑的添加量對炭氣凝膠的形貌和比表面積有一定的影響。材料的比表面積隨著乙酸鈣的增加而較小。模板法制備的炭氣凝膠具有優(yōu)良的電化學性能。炭氣凝膠的循環(huán)伏安曲線均為形狀規(guī)整的矩形形狀,且不存在氧化還原峰,表明材料的可逆性好。當電流密度為0.5 A/g時,在6 mol/L KOH電解液中,模板法制得的炭氣凝膠的比容量最高可達275.4 F/g。且材料的阻抗較小。
　　將炭氣凝膠表面氧化再通過原位聚合制得炭氣凝膠/聚苯胺復合材料。通過紅外光譜

3、和XPS分峰結果可得,炭氣凝膠與聚苯胺通過一定的化學作用復合。復合材料的循環(huán)伏安曲線存在氧化還原峰,表明材料具有贗電容性能,最高比容量為486.81 F/g。
　　將丁二酸作為催化劑合成了比表面積高達1510.83 m2/g的炭氣凝膠并用于吸附重金屬鎘離子。實驗研究了溶液的pH、接觸時間和吸附劑的投加量及溫度對吸附行為的影響。吸附結果表明:隨著炭氣凝膠的投加量增加,吸附百分率增加;升高吸附溫度,吸附量增大,表明整個吸附過程為吸熱反