有机/无机杂化制备低密度高中孔率炭气凝胶

新型炭材料, 2011, 26(2): 117-122.

有机/无机杂化制备低密度高中孔率炭气凝胶

周贝 ^1, , 张睿 ^2, , 郭全贵 ^3, , 李志红 ^4, , 胡子君 ^5, , 李俊宁 ^6, , 董文生 ^7,

1.陕西师范大学化学与材料科学学院,陕西西安710062;上海应用技术学院材料科学与工程学院,上海200235

2.上海应用技术学院材料科学与工程学院,上海200235

3.中国科学院炭材料重点实验室,山西太原030001

4.中国科学院高能物理研究所,北京100049

5.航天材料及工艺研究所,北京100076

6.航天材料及工艺研究所,北京100076

7.陕西师范大学化学与材料科学学院,陕西西安710062

基金项目: 煤转化国家重点实验室基金(09-610) 中国科学院炭材料重点实验室开放基金(KFJJ0903) 国家自然科学基金(50872033;20876174;10979076)

关键词：溶胶-凝胶 , 有机气凝胶 , 炭气凝胶 , 孔

Preparation of low density and high mesoporosity carbon aerogels by an organic/inorganic hybrid method

通过溶胶-凝胶途径,将间苯二酚-甲醛预聚物和二氧化硅溶胶混合,在碱性溶液中制备出有机/无机杂化水凝胶.水凝胶经溶剂置换、超临界干燥、裂解和氢氟酸刻蚀制备得到炭气凝胶.采用氮气吸附法研究了水凝胶向炭气凝胶转化的结构演变规律.固定间苯二酚/甲醛摩尔比为0.5,二氧化硅溶胶浓度为15g/100mL,考察了二氧化硅胶体颗粒的尺寸及间苯二酚和甲醛浓度对炭气凝胶孔隙结构的影响.结果表明:无机二氧化硅溶胶骨架有效减少了有机物在超临界干燥和裂解过程中的体积收缩.中孔率随间苯二酚和甲醛浓度的升高而增加,孔隙率随二氧化硅溶胶粒子的增大而减小.当间苯二酚和甲醛质量分数之和的达到20%时,7nm二氧化硅溶胶体系的密度低达0.22g/cm3,中孔率达到96%,12nm二氧化硅溶胶体系的密度低达0.26g/cm3,中孔率达到98%.

参考文献

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