新型碳?xì)饽z的制備及表征.pdf

1、碳?xì)饽z是具有連續(xù)納米多孔結(jié)構(gòu)的新型碳材料，比表面積高、孔隙率高、導(dǎo)電性能良好、熱導(dǎo)率低以及孔徑可控等性能，使得碳?xì)饽z作為電極能夠很好的吸附水中的離子。常用的碳?xì)饽z制備工藝是將間苯二酚和甲醛作為原料，間苯二酚作為原料可以獲得比表面積較高的碳?xì)饽z，一直受研究者的青睞，但過(guò)程的凝膠時(shí)間長(zhǎng)，且制得的碳?xì)饽z硬度不大。針對(duì)上述這些問(wèn)題，本課題在原料上加入間苯三酚，一方面可以提高反應(yīng)速度，縮短凝膠時(shí)間，另一方面可以增強(qiáng)碳?xì)饽z的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在

2、常壓干燥過(guò)程中減少凝膠結(jié)構(gòu)的坍塌。本課題主要探討以間苯三酚、間苯二酚和甲醛作為原料制備碳?xì)饽z的研究工作。
　　本文將間苯三酚、間苯二酚和甲醛作為反應(yīng)原料，改變合成條件，包括間苯三酚的含量，反應(yīng)物濃度，催化劑種類(lèi)及含量，制備間苯三酚-間苯二酚-甲醛（PRF）碳?xì)饽z，并通過(guò)測(cè)試手段對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）通過(guò)溶膠-凝膠方法制備出PRF碳?xì)饽z。PRF碳?xì)饽z的比表面積和吸附量顯著提高。與RF碳?xì)饽z

3、相比，PRF碳?xì)饽z的平均孔容和吸附量較大。
　?。?）改變間苯三酚的含量（nP/nR）制備PRF碳?xì)饽z。樣品的分析結(jié)果表明：間苯三酚含量越高，碳?xì)饽z的比表面積和平均孔容越小。當(dāng)nP/nR為1:7，孔徑結(jié)構(gòu)比較集中，有利于電吸附除鹽實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。
　?。?）改變反應(yīng)物濃度制備PRF碳?xì)饽z。對(duì)樣品進(jìn)行表征分析，結(jié)果表明：隨著反應(yīng)物濃度的增加，電阻率逐漸增大。主要以中孔為主。反應(yīng)物濃度為45％的碳?xì)饽z具有較高的比表面積和吸

4、附量。
　?。?）改變催化劑種類(lèi)制備PRF碳?xì)饽z。催化劑的加入使得PRF碳?xì)饽z的結(jié)構(gòu)致密，比表面積增大，其中以Na2CO3為催化劑合成的碳?xì)饽z的比表面積最高。
　　（5）改變催化劑含量（nr/nC）制得PRF碳?xì)饽z。分析結(jié)果表明，隨著nr/nC的增大，PRF碳?xì)饽z的平均孔容孔徑增加，電阻率值變大。當(dāng)nr/nC為800時(shí)樣品的比表面積和吸附量較大，導(dǎo)電性能良好。
　　（6）電吸附性能實(shí)驗(yàn)測(cè)得PRF碳?xì)饽z電極的