碳气凝胶的制备方法技术

本申请公开了一种碳气凝胶的制备方法。该制备方法包括：将间苯二酚化合物、醛类化合物和表面活性剂溶解于反应溶剂中，使得间苯二酚化合物与醛类化合物发生聚合反应，形成含有水凝胶的前驱体溶液；对前驱体溶液进行老化以形成老化水凝胶；采用交换溶剂进行溶剂置换以除去溶剂；进行干燥以形成有机气凝剂；以及在惰性气体保护下进行高温碳化以形成碳气凝胶，其中，所述反应溶剂和所述交换溶剂均为去离子水。该方法采用去离子水作为交换溶剂，从而可以减轻生产过程中交换溶剂对环境的危害，适合于碳气凝胶的大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
碳气凝胶的制备方法
本专利技术属于碳材料领域，更具体地，涉及碳气凝胶的制备方法。
技术介绍
碳气凝胶是轻质的纳米多孔材料，具有高比表面积、高孔隙率、高电导率、纳米结构可控等特点，因而获得广泛的应用。由于高比表面积的特点，碳气凝胶具有强的吸附性能，在吸附领域和催化领域具有广泛的应用前景。由于高比表面积、高电导率、纳米结构可控等特点，碳气凝胶是储能器件尤其是超级电容器的理想电极材料。现在许多研究都致力于常温常压干燥的方法，并通过二氧化碳、碱活化或两步活化的方法，制备高比表面积的碳气凝胶。但催化剂中大多含有钠、钾等元素，在后期处理过程中很难去除，引入不必要的杂质。专利CN107032319A利用常压干燥技术，得到比表面积716-1072m2/g的碳气凝胶，但过程中采用有机溶剂(丙酮)进行溶剂置换，大幅度增加了成本，且对环境造成污染不适合大规模生产。专利CN104446330B利用酸洗老化及常压干燥，并通过二氧化碳活化的方式制备了比表面积高达4279m2/g的碳气凝胶。尽管这些方法在常压干燥制备碳气凝胶方面取得了一定的进步，但是在前期制备过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将间苯二酚化合物、醛类化合物和表面活性剂溶解于反应溶剂中，使得间苯二酚化合物与醛类化合物发生聚合反应，形成含有水凝胶的前驱体溶液；/n对前驱体溶液进行老化以形成老化水凝胶；/n采用交换溶剂进行溶剂置换以除去溶剂；/n进行干燥以形成有机气凝剂；以及/n在惰性气体保护下进行高温碳化以形成碳气凝胶，/n其中，所述反应溶剂和所述交换溶剂均为去离子水。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将间苯二酚化合物、醛类化合物和表面活性剂溶解于反应溶剂中，使得间苯二酚化合物与醛类化合物发生聚合反应，形成含有水凝胶的前驱体溶液；
对前驱体溶液进行老化以形成老化水凝胶；
采用交换溶剂进行溶剂置换以除去溶剂；
进行干燥以形成有机气凝剂；以及
在惰性气体保护下进行高温碳化以形成碳气凝胶，
其中，所述反应溶剂和所述交换溶剂均为去离子水。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述间苯二酚化合物包括选自多羟基苯、二羟基苯、三羟基丁烷中的至少一种。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述多羟基苯包括选自间苯二酚、邻苯二酚、间苯三酚中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述醛类化合物包括选自甲醛、多聚甲醛、三噁烷、甲基甲醛、乙醛、丙醛、丁醛的至少一种。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹤，王旭阳，苑津珲，沈军，龚伟志，
申请(专利权)人：天津晨祥丰凯新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12