RF气凝胶的性能测试和应用研究

间苯二酚-甲醛气凝胶（RF气凝胶）是一种无序、多孔的纳米非晶固态材料．其政化产物碳化气凝胶（CRF气凝胶）具有大的比表面积、好的导电性和电化学稳定性，成为制备超级电化学双层电容器也（SEDLCs）的理想电极材料．文中研究了RF、CRF气凝胶的网络结构、成分组成、孔径分布及电导率等特性；研究了RF气凝胶的碳化过程，并研制出了静电容量为30F·g-1的SEDLCs的实验室原理性器件，从而为该材料的应用开发奠定了基础．

CRF——一种超级双电层电容器的理想电极材料

综述了国内外双电层电容器的发展历史和现状,介绍了以碳化间苯二酚-甲醛气凝胶(CRF)为电极材料的一种新型电化学双层电容器。对此种超级双电层电容器的应用作了展望。

RF炭气凝胶孔结构的控制及其电化学性能研究

考察了在以间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料,碳酸钠(C)为碱性催化剂,通过溶胶-凝胶过程和常压干燥方法制备RF炭气凝胶过程中CO2活化对炭气凝胶孔结构的影响,并通过恒流充放电和循环伏安法测试其电化学性能。结果表明:CO2活化可明显提高炭气凝胶BET比表面积(SBET)和孔容(vtotal)。RF炭气凝胶在900℃下活化3h,SBET从未活化时的633m2/g提高到1271m2/g;相应的电化学测试结果表明,以1mA/cm2的电流充放电,其比电容可从未活化样的81F/g增加到172F/g;以30mA/cm2的电流进行充放电试验,活化样的比电容仍可达到131F/g。

常压干燥法制备炭气凝胶

炭气凝胶是一种具有交联状结构的新型纳米多孔材料 ,它是用溶胶 凝胶法和超临界干燥工艺制成的有机气凝胶 (RF)经炭化得到的。它具有比表面积大和电导率高等特性 ,可用作超级电容器和可充电电池理想的电极材料。通过优化传统制备炭气凝胶的工艺 ,成功地在常压条件下制备出了高RC比 (间苯二酚与催化剂的摩尔比 )的RF气凝胶和炭气凝胶。用扫描电子显微镜 (SEM)、比表面积测试与孔径分布 (BET)等方法对其微结构进行了研究。结果表明 ,常压干燥法制备的炭气凝胶也具有纳米网络结构和大比表面积。用常压干燥代替了超临界干燥 ,大大降低了制备成本 。

惯性约束聚变靶材料碳气凝胶的制备方法

用溶胶 凝胶法制备出了高RC比 (间苯二酚与催化剂的摩尔比 )的RF有机气凝胶 ,通过溶剂替换 ,成功地实现了常压条件下的干燥工艺。经高温碳化处理 ,将RF有机气凝胶转化为碳气凝胶 ,改变RC比和聚合单体的质量百分数 ,可控制气凝胶的粒径及孔径、密度及比表面积。用扫描电镜 (SEM )、BET等方法对其颗粒大小、密度、比表面积及孔径分布等微结构进行了分析测试。

催化剂种类对间苯二酚甲醛气凝胶结构的影响

首次以 K2 CO3 、Ca( OH) 2 为催化剂制备 RF炭气凝胶 ,相同条件下溶胶转变为凝胶的时间 ( tg )最低达到 40 m in,且密度优于 Na2 CO3 催化得到的 RF气凝胶 ,最低为 0 .0 47g/cm3 .TEM表征结果显示 :Ca( OH) 2 催化得到的气凝胶具有纳米级网络结构 ,构成网络的球状颗粒均匀 ,平均直径 5～ 10 nm 。

块状低密度C/SiO_2复合气凝胶的制备

采用溶胶凝胶法结合CO_2超临界干燥工艺制备间苯二酚甲醛/SiO_2(RF/SiO_2)复合气凝胶,RF/SiO_2气凝胶高温炭化得到块状低密度C/SiO_2复合气凝胶研究反应物质量分数对溶胶凝胶过程和热处理过程的影响,考察不同热处理温度对C/SiO_2复合气凝胶孔结构的影响。结果表明:反应物质量分数为13%时,RF/SiO_2气凝胶受热处理工艺的影响较小,炭化温度升高至1200℃对C/SiO_2气凝胶网络结构有明显的改善作用。