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室温条件下乙腈为溶剂炭气凝胶的制备与机理分析
  • ISSN号:1007-8827
  • 期刊名称:新型炭材料
  • 时间:2012.12.15
  • 页码:462-468
  • 分类:TQ127.11[化学工程—无机化工]
  • 作者机构:[1]同济大学上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室,上海20092
  • 相关基金:国家自然科学基会(51102184,51172163),国家科技支撑计划(2009BAC62802),同济大学青年优秀人才培养行动计划(2010KJ068)和教育部博士点基金(20090072110047,20100072110054).
  • 相关项目:仿自然高梯度气凝胶的成型机理、界面效应与功能设计
中文摘要:

与传统炭气凝胶制备不同,在室温条件下以乙腈为溶剂,问苯二酚和甲醛为前驱体,盐酸为催化剂,采用溶胶一凝胶、超临界干燥结合高温炭化工艺制备炭气凝胶(密度低至约50mg·cm-3)。红外光谱、比表面积和孔径分布、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射等测试表明,所制炭气凝胶是一种类石墨结构的非晶态材料,具有纳米骨架网络结构,比表面积达1300m。·g-1。对比不同配比气凝胶的SEM发现,气凝胶的颗粒尺寸为40nm~70am。分析溶胶一凝胶过程中的温度变化和乙腈在凝胶化中作用得知,由于盐酸的催化和反应放热共同作用,实现了室温下问苯二酚和甲醛的加成和缩聚反应,并最终形成凝胶;乙腈在反应中起着一种分散剂的作用。

英文摘要:

Carbon aerogels were synthesized at room temperature by a sol-gel polymerization route using resor- cinol and formaldehyde as precursors, acetonitrile as solvent and hydrochloric acid as catalyst, followed by CO2 supercritical drying and carbonization. FT-IR, SEM, XRD and nitrogen adsorption were used to characterize the microstructure of the aerogels. Results showed that the carbon aerogels are graphite-like amorphous materials with nano-skeleton networks formed by nanoparticles around 40-70 nm in diameter, whose specific surface area is up to 1 300 m2 ~ g-~ and lowest density about 0. 050 g/cm3. The heat of condensation and the catalytic action of hydrochloric acid made it possible to form gels at room temperature. The high surface area and low density of the as-prepared carbon aerogels were ascribed to a strong interaction between acetonitrile and --OH groups by hydro- gen bonding.

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期刊信息
  • 《新型炭材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 主编:成会明
  • 地址:太原市桃园南路11号中科山西煤化所
  • 邮编:030001
  • 邮箱:tcl@sxicc.ac.cn
  • 电话:0351-2025254
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-8827
  • 国内统一刊号:ISSN:14-1116/TQ
  • 邮发代号:22-164
  • 获奖情况:
  • 1999年、2000、2001年连续三年评为山西省一级期刊,荣获中科院2000年优秀期刊三等奖,入选2001年度科技部组织的“中国期刊方阵”,中国期刊方阵“双效”期刊,2004年获第三届中国百科杰出学术期刊奖,2005年获第三届国家期刊提名奖,2006年获第二届北方十佳期刊奖,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5764