新型炭气凝胶的制备及电化学性能研究

摘要

以间苯三酚、间苯二酚和甲醛为原料,碳酸钠为催化剂,经溶胶-凝胶、溶剂置换、常压干燥制得有机气凝胶,然后高温炭化得到炭气凝胶。采用正交实验法考察了间苯三酚与间苯二酚的摩尔比、催化剂用量、原料质量分数和反应温度对炭气凝胶结构的影响。采用低温液氮吸附法、XRD等手段对炭气凝胶的微观结构进行表征和分析,采用循环伏安、恒流充放电等检测技术评价了其电化学性能。结果表明,炭气凝胶最佳合成条件为间苯三酚与间苯二酚摩尔比1∶4,催化剂用量800(n(P+R)/nC=800),原料质量分数35%。在最佳条件下,炭气凝胶平均比表面积为609.11 m^2/g,平均孔径为5.42 nm;XRD分析表明:炭气凝胶主要以非晶炭形式存在;在6 mol/L KOH溶液中,炭气凝胶的比电容为229.17 F/g,并且具有良好的电容特性和可逆性。