炭氣凝膠及炭氣凝膠-聚苯胺復(fù)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(guò)常壓模板法制備出了電容性能良好的炭氣凝膠材料。通過(guò)X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和氮?dú)馕摳降葴y(cè)試手段對(duì)材料的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了研究。并通過(guò)電化學(xué)測(cè)試探討了模板劑的添加量對(duì)材料的電化學(xué)性能的影響。而后通過(guò)原位聚合的方法將炭氣凝膠與聚苯胺復(fù)合,得到了比容量高的復(fù)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(jié)果表明,模板

2、劑的添加量對(duì)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(xué)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(dāng)電流密度為0.5 A/g時(shí),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(dá)275.4 F/g。且材料的阻抗較小。
　　將炭氣凝膠表面氧化再通過(guò)原位聚合制得炭氣凝膠/聚苯胺復(fù)合材料。通過(guò)紅外光譜

3、和XPS分峰結(jié)果可得,炭氣凝膠與聚苯胺通過(guò)一定的化學(xué)作用復(fù)合。復(fù)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(dá)1510.83 m2/g的炭氣凝膠并用于吸附重金屬鎘離子。實(shí)驗(yàn)研究了溶液的pH、接觸時(shí)間和吸附劑的投加量及溫度對(duì)吸附行為的影響。吸附結(jié)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(gè)吸附過(guò)程為吸熱反