SiO2/C杂化气凝胶的合成及结构研究

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气凝胶(Aerogel)是一种结构可控的新型纳米多孔性非晶固态材料,其连续的三维网络结构可在纳米尺度控制和剪裁。源于其独特的网络结构,气凝胶具有比表面积大、密度变化范围广的特点。因而蕴藏着广阔诱人的应用前景。炭气凝胶一般以间苯二酚和甲醛为原料,在碳酸钠催化作用下,经溶胶-凝胶过程,三氟乙酸老化,溶剂置换后超临界干燥或常压干燥或冷冻干燥的方法制得有机气凝胶,进一步在惰性气氛下经过高温炭化制得。目前影响气凝胶商业化应用的主要问题是其制备工艺苛刻、复杂、周期长、难易控制、制作成本偏高等因素,另外炭气凝胶的品种比较单一。 本论文旨在利用溶胶-凝胶法制备新型的SiO2/C杂化气凝胶,利用其相互的促进作用,期望缩短其制备的周期,并得到结构可以控制的新型SiO2/C杂化气凝胶,从而能够降低成本的目的,获得更多新的性能,拓展其应用领域。实验采用TEM、SEM、HRTEM、IR、低温N2吸附、TGA-DSC等手段研究了SiO2/C杂化气凝胶的微结构特点;对SiO2/C杂化气凝胶的合成机理进行了合理的推测和初步的实验证实;以所制得的SiO2/C杂化气凝胶炭化处理作双电层电容器电极材料,采用循环伏安法表征其相应的炭气凝胶电极的电化学行为。 实验以正硅酸乙酯(TEOS)、水、间苯二酚(Rormaldehyde)、甲醛(Fesorcinol)为原料,以乙醇为容剂,用氨水作为催化剂,考察不同的TEOS/H2O、TEOS/乙醇、TEOS/RF比例下的反应对其SiO2/C杂化气凝胶的结构和性能的影响,综合考虑得到了比较合理的凝胶化所
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