一种超黑碳-二氧化硅核壳结构气凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超黑碳‑二氧化硅核壳结构气凝胶及其制备方法，其内核为超黑碳气凝胶，采用化学气相沉积法在所述内核表面包覆二氧化硅形成外壳；制备方法为：通过溶胶凝胶技术制备间苯二酚‑甲醛气凝胶，该间苯二酚‑甲醛气凝胶经过高温碳化处理得到超黑碳气凝胶；采用化学沉积法在所述超黑碳气凝胶的表面形成纳米量级厚度的二氧化硅外壳，得到所述超黑碳‑二氧化硅核壳结构气凝胶。与现有技术相比，本发明专利技术制备得到的超黑碳‑二氧化硅核壳结构气凝胶的电导率较低，为0.021mS/mm，同时对光的吸收率高，在400‑2000nm波段的平均吸收率高于98.6％，具有反应过程简单、总体成本低、低密度、成品率高和电导率可调等优点。

An ultra black carbon silica core shell structure aerogel and its preparation method

The invention relates to an ultra black carbon silica core shell structure aerogel and its preparation method. Its core is ultra black carbon aerogel, and chemical vapor deposition method is used to coat silica on the core surface to form a shell. The preparation method is as follows: preparation of phthalaldehyde two phenol formaldehyde aerogel by sol-gel technology, and the resorcinol formaldehyde aerogel is obtained through high temperature carbonization treatment. The black carbon aerogel is formed by chemical deposition, and the nano silica shell with nanometer thickness is formed on the surface of the super black carbon aerogel, and the super black carbon silica core shell structure aerogel is obtained. Compared with the existing technology, the ultra black carbon silica core shell structure aerogel prepared by the invention has low conductivity, 0.021mS/mm and high absorptivity of the light, and has an average absorption rate of over 98.6% at 400 2000Nm band, which has the advantages of simple reaction process, low overall cost, low density, high yield and adjustable electrical conductivity.

【技术实现步骤摘要】
一种超黑碳-二氧化硅核壳结构气凝胶及其制备方法
本专利技术属于气凝胶材料制备
，尤其是涉及一种超黑碳-二氧化硅核壳结构气凝胶及其制备方法。
技术介绍
气凝胶是一种具有三维纳米多孔结构的多功能材料，由于其十分优越的性能：高比表面积、低密度、低声速等而被广泛应用于诸多领域。其中，碳气凝胶是一种具有较好力学性能、吸附能力极强的三维网络骨架材料，已经被用于吸附、电化学和吸波等多种领域。除此在外，碳气凝胶还是一种由亚波长微结构诱导的超黑材料。碳气凝胶是一种宽波段的强吸收材料，并且其吸收率与入射角度无明显依赖关系，使得其在遮光、吸波等领域具有应用前景。然而，碳气凝胶这种纳米多孔碳材料具有碳的本征属性，因此具有较高的电导率，从而使得其在某些领域的应用具有潜在的危险性，其较高的电导率会破坏仪器的电路系统。因此，在降低碳气凝胶的电导率的同时，又不影响其遮光性能成为碳气凝胶材料制备的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电导率可调的超黑碳-二氧化硅核壳结构气凝胶及其制备方法。本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超黑碳-二氧化硅核壳结构气凝胶，其特征在于，其内核为超黑碳气凝胶，采用化学气相沉积法在所述内核表面包覆二氧化硅形成外壳。/n

【技术特征摘要】
1.一种超黑碳-二氧化硅核壳结构气凝胶，其特征在于，其内核为超黑碳气凝胶，采用化学气相沉积法在所述内核表面包覆二氧化硅形成外壳。


2.根据权利要求1所述的一种超黑碳-二氧化硅核壳结构气凝胶，其特征在于，所述超黑碳气凝胶为间苯二酚-甲醛气凝胶经过高温碳化处理得到超黑碳气凝胶。


3.根据权利要求1所述的一种超黑碳-二氧化硅核壳结构气凝胶，其特征在于，所述二氧化硅的厚度为纳米量级。


4.一种如权利要求1所述的超黑碳-二氧化硅核壳结构气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)通过溶胶凝胶技术制备间苯二酚-甲醛气凝胶，该间苯二酚-甲醛气凝胶经过高温碳化处理得到超黑碳气凝胶；
(2)采用化学气相沉积法在所述超黑碳气凝胶的表面形成纳米量级厚度的二氧化硅外壳，得到所述超黑碳-二氧化硅核壳结构气凝胶。


5.根据权利要求4所述的一种超黑碳-二氧化硅核壳结构气凝胶，其特征在于，所述步骤(1)具体包括以下步骤：
(1-1)将间苯二酚溶于去离子水中得到间苯二酚溶液，加入甲醛溶液，一次搅拌，加入催化剂，二次搅拌，得到间苯二酚-甲醛溶胶；
(1-2)将所述间苯二酚-甲醛溶胶恒温保存使间苯二酚-甲醛溶胶凝胶化，得到间苯二酚-甲醛湿凝胶；
(1-3)所述间苯二酚-甲醛湿凝胶经过溶剂替换、干燥处理和高温碳化得到所述超黑碳气凝胶。


6.根据权利要求5所述的一种超黑碳-二氧化硅核壳结构气凝胶，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜艾，汪宏强，张晨，杨建明，周斌，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31