[发明专利]一种酸催化碳气凝胶及其制备方法

摘要

本发明涉及一种酸催化碳气凝胶及其制备方法，所述碳气凝胶的比表面积650‑700m2/g，孔径分布6.0～8.6nm，孔容0.56～0.79cm3/g，比电容94～250F，所述制备方法包括：（1）有机湿凝胶制备；（2）溶剂置换；（3）常压干燥；（4）高温炭化。本发明以间苯二酚、间苯三酚的混合物以及甲醛为原料，加入2,4‑二羟基苯甲酸，采用溶胶‑凝胶法制备有机湿凝胶；本发明在原料中引入2,4‑二羟基苯甲酸,制备酸催化的碳气凝胶,酸作为催化剂能够使得反应体系很快凝胶同时由于2,4‑二羟基苯甲酸在反应过程中也能够作为反应体参与反应，从而能够达到提高反应速度,增大比表面积,增大孔径和孔容的同时增强导电性能的效果。

主权项

1.一种碳气凝胶，其特征在于，其具备如下参数：比表面积650‑700m2/g，孔径分布6.0～8.6nm，孔容0.56～0.79cm3/g，比电容94～250F；其由以下步骤制备： (1)有机湿凝胶制备：将摩尔比为7:1的间苯二酚与间苯三酚混合，然后将所述间苯二酚与间苯三酚混合的混合物与甲醛按照物质的量之比为1:2混合，加入去离子水配制成质量分数为35～40%的反应液，再加入2,4‑二羟基苯甲酸，所述2,4‑二羟基苯甲酸与所述间苯二酚与间苯三酚的混合物的摩尔比为1:250～800，将反应液混合均匀后密封，保温40～50℃充分反应1～2天，制得湿凝胶；（2）溶剂置换：将步骤（1）制备的湿凝胶浸泡于有机溶剂中进行溶剂置换，每隔24小时更换一次有机溶剂，期间更换3～5次；（3）常压干燥：在常温常压下，待有机溶剂自然挥发完全后，即制得干燥的有机气凝胶；（4）高温炭化：将步骤（3）制备的干燥的有机气凝胶在抽真空条件下炭化，在炭化过程中以15～40mL/min的速率不断通入惰性保护气，先从室温以1.2～1.8℃/min的速率升温至280～320℃，然后以2～2.2℃/min速率升温到880～920℃后保持3～5个小时，再缓慢降至室温，即制得黑色的碳气凝胶。