PF氣凝膠的制備與酚醛類氣凝膠氫吸附性能研究.pdf

1、有機氣凝膠及碳氣凝膠是一種具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多孔納米非晶固態(tài)材料，在力學(xué)、聲學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)以及光學(xué)等領(lǐng)域都有潛在的應(yīng)用價值，而在民用儲氫和慣性約束聚變(ICF)方面的應(yīng)用研究備受關(guān)注。 本論文以間苯三酚和甲醛為前驅(qū)體，經(jīng)溶膠-凝膠、溶劑交換、超臨界干燥和碳化等工藝成功制備出了密度為90～500mg/cm<'3>的間苯三酚-甲醛氣凝膠(PF)及碳氣凝膠(CPF)。對氣凝膠的結(jié)構(gòu)進行TEM、IR、XRD、XPS、TG和N<,2>吸附

2、等表征，分析了氣凝膠的微觀結(jié)構(gòu)；考察了反應(yīng)物質(zhì)量分數(shù)、催化劑濃度、碳化過程對氣凝膠孔結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，PF氣凝膠是一種由亞甲基和亞甲基醚鍵交聯(lián)起來的具有空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多孔非晶固態(tài)材料，具有比較高的比表面積，孔直徑主要以中孔為主，碳化并不會破壞氣凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，碳化后比表面積明顯增大、孔直徑減小、孔徑分布更加均勻，CPF氣凝膠具有類似于石墨的結(jié)構(gòu)。 采用自動吸附儀測定氣凝膠低壓、低溫氫吸附性能，初步分析了氣凝膠氫吸附量與孔結(jié)構(gòu)

3、的關(guān)系。 采用自行設(shè)計的高壓吸附設(shè)備測試了RF/CRF氣凝膠粉末、RF/CRF氣凝膠塊體、PF/CPF氣凝膠塊體、HF/CHF氣凝膠塊體和RHF/CRHF復(fù)合氣凝膠塊體五個氣凝膠體系在高壓、液氮溫度(77K)的儲氫性能，CRF氣凝膠粉末儲氫量達39.73wt％；初步探索了氣凝膠儲氫量和吸附溫度的關(guān)系，儲氫量隨著吸附溫度的降低而增大；考察了氣凝膠在有限次數(shù)內(nèi)儲氫性能的重復(fù)性，在有限的實驗次數(shù)內(nèi)吸附量沒有明顯的下降趨勢。 本