摻雜間苯二酚的苯酚基炭氣凝膠的制備與電化學(xué)研究.pdf

1、炭氣凝膠是一種新型輕質(zhì)納米多孔無(wú)定形炭素材料,具有許多優(yōu)異性能(諸如導(dǎo)電性、絕熱性、多孔性等),并可應(yīng)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(jí)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(shí)間里,受到了各國(guó)廣泛地關(guān)注及研究,目前在原料的選擇、制備工藝及具體應(yīng)用等方面有了相當(dāng)程度的改進(jìn)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(jià)格,

2、限制了其制備的炭氣凝膠的應(yīng)用。為了降低成本,提高炭氣凝膠的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,本文選用酚類同系物中價(jià)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(yīng)成核劑與交聯(lián)劑,在水相中與甲醛反應(yīng)通過(guò)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(duì)催化劑堿用量的影響,以及對(duì)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(guò)掃描電鏡、氮?dú)馕摳降葴鼐€、熱重分析等手段分析其對(duì)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(jī)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(shí),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(dāng)較多量的間苯二酚(30％)的加入時(shí),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(shí)驗(yàn)考察了所得的炭氣凝膠在不