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有机气凝胶是一种新型的纳米材料,由于其在力、热、电、光、传质等方面有独特的性能,已经吸引了世界各国研究者的目光。本文突破传统有机气凝胶的工艺过程,改进实验条件,将对苯二酚成功引入到有机气凝胶结构中,拓宽气凝胶的研究种类和应用范围,同时,在碳气凝胶中进行掺杂以提高碳气凝胶的储氢性能。 以对苯二酚和甲醛作为反应前驱体,调节反应物中催化剂的浓度(对苯二酚与催化剂物质的量比值为5-40时最佳),通过溶胶-凝胶过程和CO2超临界干燥技术,合成了对苯二酚-甲醛有机气凝胶(简称HF有机气凝胶),进一步碳化有机气凝胶得到相应的碳气凝胶,相关文献至今未见报道。 为进一步了解和控制HF有机气凝胶的结构和性能,对其进行多种测试及表征。结果表明:HF气凝胶网络结构均匀,孔洞大小在几纳米到几十纳米之间,胶体颗粒大小在30-50nm;HF气凝胶具有可调的表观密度(0.0727-1.1963g/cm3),HF有机醇凝胶的密度(0.3230-1.1963 g/cm3)比HF有机气凝胶(0.0727-0.5547g/cm3)的密度大;HF有机气凝胶具有大的比表面积(341.77-517.42m2/g);随着催化剂浓度的增大,随着反应物浓度的增大,HF有机气凝胶的表观密度和比表面积都会增大。碳化后,气凝胶的网络结构与碳化前基本保持不变,但凝胶的网络致密得多;比表面积增大;颗粒大小比较均匀形状比较规则,并且颗粒明显变小,大小约为10纳米;碳化失重比约为50%,体积收缩比要比碳化失重比稍大,碳化后的表观密度增大;碳化气凝胶具有良好导电性,导电率为7-103s.m-1,为双电层电容器提供了一种良好的电极材料。 为了优化有机气凝胶的结构,在RF有机气凝胶中,引入对苯二酚,合成间