一种碳气凝胶微球及制备方法与应用技术

技术编号:41145472 阅读:20 留言:0更新日期:2024-04-30 18:13
本发明专利技术属于碳气凝胶技术领域,具体涉及一种碳气凝胶微球及制备方法与应用。传统碳气凝胶微球在粉碎的过程中不可避免引入一些杂质,不利于微球的电化学性能;本发明专利技术公开了一种碳气凝胶微球及制备方法与应用,包括以下步骤:将酚醛树脂和固化剂加入有机溶剂中搅拌溶解,得到前驱体溶液;将前驱体溶液加入到油相介质中搅拌,通过反应诱导相分离得到酚醛气凝胶微球得到碳气凝胶微球产品。本发明专利技术促使体系自由能发生变化进而诱导旋节线分解,通过控制原料配比、流体剪切速率和炭化温度可实现气凝胶微球粒径和比表面积的有效调控,且此合成方法成本低、周期短的优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于碳气凝胶,具体涉及一种具有壳-芯结构的高比表面积碳气凝胶微球及其制备方法。


技术介绍

1、碳气凝胶是一种新型纳米孔材料,其高比表面积、低密度、耐化学腐蚀、低电阻等特性,使其在超级电容器、催化剂载体、气体吸附和保温隔热等领域具有广阔的应用前景。

2、目前,碳气凝胶主要分为块体、薄膜和微球三种形式。其中,块体和薄膜碳气凝胶的制备通常经过溶剂交换和超临界干燥等步骤,这使得其制备工艺复杂,周期长,成本高,从而限制了其实际工程应用和大规模商业化生产。目前,碳气凝胶微球的制备方法主要可以分为块状碳气凝胶粉碎法和直接合成法。块状碳气凝胶粉碎法,顾名思义是需要先制备出块体的碳气凝胶,再通过球磨等方式将碳气凝胶块体粉碎成微球;该方法虽然可以获得所需粒径的碳气凝胶微球,但在粉碎的过程中不可避免引入一些杂质,不利于微球的电化学性能;并且粉碎过程耗时耗力,消耗大量的电力能源,增加生产成本。直接合成法则是主要通过前驱体溶液在第二相介质中均匀分散形成乳液,再经过聚合反应后高温炭化直接获得碳气凝胶粉体;此方法虽无需粉碎过程,但合成原料均为间苯二酚、间苯三酚、甲本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳气凝胶微球的制备方法,其特征在于,该方法包括以下内容:

2.根据权利要求1所述的碳气凝胶微球的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,固化剂为氢氧化钠、苯磺酰氯、多聚甲醛、对羟基苯磺酸、六次甲基四胺中的一种或二种以上;

3.根据权利要求1或2所述的碳气凝胶微球的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,线型酚醛树脂和固化剂的质量比范围为(100-1):1;有机溶剂和线型酚醛树脂的质量比为(10-1):1。

4.根据权利要求1所述的碳气凝胶微球的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,油相介质为甲基硅油、苯基硅油、工业白油中的一种或二种以上,油相介质与前驱体...

【技术特征摘要】

1.一种碳气凝胶微球的制备方法,其特征在于,该方法包括以下内容:

2.根据权利要求1所述的碳气凝胶微球的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,固化剂为氢氧化钠、苯磺酰氯、多聚甲醛、对羟基苯磺酸、六次甲基四胺中的一种或二种以上;

3.根据权利要求1或2所述的碳气凝胶微球的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,线型酚醛树脂和固化剂的质量比范围为(100-1):1;有机溶剂和线型酚醛树脂的质量比为(10-1):1。

4.根据权利要求1所述的碳气凝胶微球的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,油相介质为甲基硅油、苯基硅油、工业白油中的一种或二种以上,油相介质与前驱体溶液的质量比范围为(20-1):1。

5.根据权利要求1或4所述的碳气凝胶微球的制备方法,其特征在于,步骤(2)和(3)中,恒速搅拌速率为300-1500r/min...

【专利技术属性】
技术研发人员:汤素芳鲍克烨李建胡成龙庞生洋
申请(专利权)人:中国科学院金属研究所
类型:发明
国别省市:

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