球状炭气凝胶的制备及结构控制研究

采用溶胶-凝胶法制备的炭气凝胶为一个整体的连续相，密度低，机械强度不高，不能适合各种工业应用。本研究由酚醛树脂-三聚氰胺-间甲酚-甲醛体系出发，采用反相乳液聚合通过溶胶-乳液-凝胶过程、超临界干燥、炭化等工艺制备球径及结构可控的球状炭气凝胶，并表征其新型结构特征。研究溶胶-乳液-凝胶过程中水凝胶粘度、有机溶剂、表面活性剂种类及亲水-亲油平衡值(HLB)、搅拌速度等对水凝胶形态和粒径分布的影响。通过改变聚合体系的配比及调整超临界、炭化参数进行结构控制研究。研究球状炭气凝胶制备过程中的微观结构的演化规律，考察炭气凝胶结构调控对制备工艺条件的依赖性。研究球状炭气凝胶作为超级电容器电极材料的电化学性能。此项研究成果，将从根本上解决炭气凝胶在工业应用上的要求，有望解决目前困扰此种材料适应不同工业应用的问题。