反应物浓度对新型碳气凝胶结构性能的影响-论文.pdf

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1、反应物浓度对新型碳气凝胶结构性能的影响／刘璇等·75·反应物浓度对新型碳气凝胶结构性能的影响刘璇，闫美芳。，刘振法一，张利辉，u，付浩林。(1河北工业大学化工学院，天津300130；2河北省工业节水工程技术研究中心，石家庄050081；3河北省科学院能源研究所，石家庄O5OO81)摘要以间苯三酚(P)、间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料，按一定物质的量比混合，配制成不同浓度的反应物水溶液，经过溶胶一凝胶、溶剂置换、常温干燥以及高温碳化等过程，制备出碳气凝胶。采用硬度计测量碳气凝胶的硬度，使用扫描电镜和比表面积分析仪对碳气凝胶的微结构进行表征。结果表明：反应物浓度的改变对碳气凝胶硬度

2、的影响不大；随着反应物浓度的增加，碳气凝胶的比表面积先减小后增加，比表面积范围为8001200mz／g，孔径分布主要集中在i0~30nm。关键词间苯三酚间苯二酚碳气凝胶反应物浓度微结构中图分类号：0648文献标识码：AEffect0fReactantC0ncentrati0nsontheStructurePropertiesoftheNewCarbonAerogelsLIUXuan一，YANMeifangw，LIUZhenfa。，u，ZHANGLihui一，FUHaolin，。(1CollegeofChemicalEngineering，HebeiUniversityofTech

3、nology，Tianjin300130；2HebeiEngineeringResearchCenterWaterSavinginIndustry，Shijiazhuang050081；3InstituteofEnergySources，HebeiAcademyofScience，Shijiazhuang050081)AbstractCarbonaerogels，withdifferentreactantconcentrations，werepreparedbysol—gel，solventreplace—ment，dryatambientconditionsandpyrolys

4、isprocess，andwithphloroglucinol(P)，resorcinol(R)andformaldehyde(F)asrawmaterials．Thehardnessofcarbonaerogelsweremeasuredbythehardnesstester．Themicrostructureofcarbonaerogelswerecharacterizedusingscanningelectronmicroscopy(SEM)andspecificsurfaceareaanalyzer．Theresultsshowthattherewaslittleeffe

5、ctonthehardnessofcarbonaerogelswiththechangeofreactantsconcentration．Withreactantconcentrationsincreasing，thespecificsurfaceareaofcarbonaerogelsincreasedafterdecreasingfirst，therangeofspecificsurfaceareais8OO一1200m2／g，poresizedistributionismainlyconcentratedin1O一30DIlLKeywordsphloroglucinol，r

6、esorcinol，carbonaerogel，reactantconcentration，microstructure孔结构以及比表面积进行了表征。0引言1实验碳气凝胶是一种具有纳米结构的多孔材料，一般孔隙率高达80～90，所得比表面积为500~1000m／gll]，是一1．1主要试剂及仪器种理想的电极材料，可应用于污水处理、电吸附、可充电电池试剂：间苯三酚、间苯二酚、37的甲醛、碳酸钠等，均为及海水淡化等领域D]。碳气凝胶通常是以间苯二酚一甲醛分析纯。作为原材料，经溶胶一凝胶、溶剂置换、常温干燥以及高温碳化仪器：电子天平(BSA423S-CW型)；电热恒温水浴锅等过程制得柳。

7、以间苯三酚一甲醛作为原料制备碳气凝胶也(HH—S8型)；超声波(KQ3200型)；邵氏橡胶硬度计(LX—D有文献报道口，但在间苯二酚中掺人间苯三酚作为原料制备型)；扫描电镜(QUANTA250，美国FEI公司)；比表面积及碳气凝胶却鲜有讨论。孔结构分析仪(ASAP242O，美国麦克仪器公司)。本实验以间苯三酚(P)、间苯二酚(R)和甲醛(F)为原1．2PRF碳气凝胶样品的制备料，按不同物质的量比混合，配成不同浓度的反应物溶液，经首先将间苯三酚与问苯二酚按1：7(物质的量比)混合，