[发明专利]炭气凝胶

摘要

本发明涉及一种经溶胶－凝胶法制备的炭气凝胶，其以苯酚、甲醛、含氮芳香族化合物和烷基取代苯酚的混合物为反应单体[其中：苯酚、甲醛、含氮芳香族化合物和烷基取代苯酚的摩尔比为1∶(2～4)∶(0～1)∶(0～0.4)]，反应单体在水中经碱催化发生加成和缩聚反应(溶胶－凝胶过程)制得水凝胶，经有机溶剂置换水凝胶中水后得到有机凝胶并经超临界干燥后，再在惰性气体保护下高温裂解干燥后的有机凝胶制得目标产品，所制得的炭气凝胶的比表面积为400～900m²/g、孔容为0.5～2m³/g、密度为0.112～1.12g/cm³，平均孔径在3～20nm可调且孔径分布窄。本发明制得的炭气凝胶具有成本低和微观结构可控性等优点。

主权项

1、一种炭气凝胶，其首先由反应单体与水在碱催化剂作用下形成水凝胶，然后用有机溶剂置换所得水凝胶中的水获得有机凝胶并经超临界干燥，最后在有惰性气体保护的条件下、高温裂解经干燥的有机凝胶后制得，其特征在于，所说反应单体由苯酚、甲醛、含氮芳香族化合物和烷基取代苯酚组成，其中苯酚、甲醛、含氮芳香族化合物和烷基取代苯酚的摩尔比为1∶(2～4)∶(0～1)∶(0～0.4)；每升水中含有反应单体为50～300克；碱催化剂的用量为使反应单体和水组成混合物的pH值为8～11；所制得的炭气凝胶的比表面积为400～900m2/g、孔容为0.5～2m3/g、密度为0.112～1.12g/cm3、平均孔径为3～20纳米；其中，所说的含氮芳香族化合物为含1～3氮原子的五元或六元芳环化合物或其被R1NR2 取代的衍生物，其中R1，R2分别选自H、CH2OH或SO3H中一种；所说的烷基取代苯酚为由C1～C3烷基取代的苯酚。