改性炭气凝胶的制备及结构性能.

1、改性炭气凝胶的制备及结构性能炭气凝胶是一种新型多孔炭材料，具有低密度、连续孔结构、高比表面 积和高导电性等优点。由于炭气凝胶独特的微观结构（由碳纳米颗粒及纳米孔组 成）,可被用于超级电容器的电极，先进催化剂的载体，色谱仪的填料，吸附剂等。 本论文采用添加致孔剂、负载金属、成球等手段制备新型改性炭气凝胶，研究致孔剂、金属等对炭气凝胶的结构性能及电化学性能的影响。具体包括以下四个 方面:1、以间苯二酚、甲醛为原料，可溶性淀粉为致孔剂，经过溶胶-凝胶、溶剂 置换、超临界干燥和在1000C惰性气氛下热解，最终形成淀粉改性的炭气凝 胶。讨论了不同含量淀粉的加入对炭气凝胶的结构和电化学性能的影响。结果 表

2、明：在炭化过程中，淀粉被裂解掉：淀粉改性对比表面积的提高有限，比表面积 从403m2/g增加到468 m2/g:在一定范围内（v 6%）,可溶性淀粉的加入对原炭 气凝胶的孔径分布基本没有影响，且提高了样品的比电容，比电容最高可达到 151.7F/g。2、以间苯二酚、甲醛为原料，添加适量的十二烷基苯磺酸钠，再加入 不同浓度的乙酸镍溶液，在85C水浴中聚合；经溶胶-凝胶、溶剂置换、常压干 燥和1000C氮气气氛下热解，得到负载不同含量金属Ni的炭气凝胶。利用透射 电镜（TEM卜扫描电镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）、比表面积及孔径分析（BET）、 直流充放电测试和循环伏安曲线等手段，对比讨论了

3、负载不同含量金属 Ni对炭 气凝胶的结构和性能的影响。结果表明，这种方法可以均匀地将Ni纳米粒子分 散于炭气凝胶中；适量的金属Ni可使炭气凝胶的比表面积及充放电性能得到显 著提高;如负载Ni含量过高则炭气凝胶石墨化程度增加。3、以间苯二酚、甲醛 为反应单体，加入铜氨溶液，在不同体系中经过反相悬浮聚合，形成球状有机凝胶 再经过溶剂置换、超临界干燥和氮气气氛保护下热解，制得负载金属铜的球状炭 气凝胶。利用透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）、比表面积及 孔径分析（BET）等手段,研究了纳米铜粒子在炭气凝胶中的分布及其结构性能情 况。结果表明：利用铜氨法制备的球状炭气凝胶，

4、其中的纳米铜粒子分布均匀，且 球状炭气凝胶粒径分布均匀，机械强度较高；对比表面积有一定提高，可达 460m2/g。4、以苯酚、间苯二酚和甲醛为原料，加入催化剂，在75C水浴下以 食用油和司班80为反应介质，经过反相悬浮聚合，形成球状有机凝胶；再经过不 同浓度的金属盐溶液（硝酸铜、硝酸锰和钛酸丁酯）浸泡,丙酮置换,超临界干燥, 炭化等工艺，制成负载金属的球状炭气凝胶。经过透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）、比表面积及孔径分析（BET）和充放电测试等手段，研 究了金属的加入对原球状炭气凝胶的影响。结果表明：金属的引入，使原有球状炭气凝胶的比表面积有所下降，且金属含量越高

5、，下降越多；同时金属含量增加， 使炭气凝胶的孔径有向微中孔发展的趋势。浸渍法负载金属，最大程度地保持了原球状炭气凝胶的的强度，以及对球形度和外观形貌无明显影响。铜粒子多镶嵌 在球体表面，在负载锰的球状炭气凝胶内部有分散均匀的锰粒子，大部分呈非结 晶状态。金属的负载总体上使得这几种炭气凝胶的比电容下降，但对于电化学性能的稳定性及良好的充放电循环性方面，没有明显的影响。同主题文章国1 .高剑，姜长印，应皆荣，万春荣掺杂球形Li_（1+x）V_3O_8的制备及其 电化学性能研究J.无机材料学报 2005.（02）2 .刘立清,王建明,吴梅银,范玉凯,张鉴清超细丫-MnO_2的物理性质及电化学性能J.

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