マクロポーラスカーボンモノリスの創製と階層構造制御法の開発

大孔碳整体材料的制备及分级结构控制方法的发展

• 批准号: 17656251
• 负责人: 田門 肇
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656251/
• 关键词: マクロポーラスカーボン; ゾル-ゲル法; 3次元マクロ細孔構造; 超音波照射; レゾルシノール; ホルムアルデヒドゲル; 凍結乾燥; マイクロ波乾燥; マクロポーラスカーボンモノリス; ゾルーゲル法

多孔性カーボンゲルは,炭酸ナトリウムなどを触媒として,レゾルシノール(R)とホルムアルデヒド(F)からゾル-ゲル重合,乾燥,炭素化によって作製される。本研究は,ゾル-ゲル重合過程で超音波を照射することにより,レゾルシノールとホルムアルデヒドから有機ゲルを合成し,凍結(マイクロ波)乾燥,炭化によって,テンプレートを使用せずにスポンジ状の「共連続構造」のマクロポーラスカーボンモノリス(連続したマクロ流路を持つカーボン成型体)を製造する新しい方法を開発し,カーボン中のマクロ構造とナノ構造の階層制御(独立制御)法を開発することを目的とするものであり,得られた主な成果は次のとおりである。1.ゾル-ゲル重合過程でレゾルシノール-ホルムアルデヒド(RF)水溶液に超音波を照射すれば,ゲル化時間が劇的に短縮し,触媒濃度が高い場合でもメソ細孔特性に優れたカーボンゲルモノリスを作製できることを初めて提示した。2.ゾル-ゲル重合条件と超音波照射の組み合わせによって,テンプレートを使用することなく,スポンジ状の3次元共連続構造のマクロ細孔性カーボンモノリス(連続したマクロ流路を持つカーボン成型体)の作製に成功した。本カーボンモノリスはHPLC用カラム充填剤としての利用が期待できる。3.超臨界乾燥や凍結乾燥がカーボンゲルの作製にこれまで用いられてきたが,ゾル-ゲル重合過程で超音波を照射すれば,マイクロ波乾燥を用いても多孔性カーボンゲルが作製できることを明らかにした。

Porous カ ー ボ ン ゲ ル は, carbon acid ナ ト リ ウ ム な ど を catalyst と し て, レ ゾ ル シ ノ ー ル (R) と ホ ル ム ア ル デ ヒ ド (F) か ら ゾ ル - ゲ ル overlap, dry, carbon mineralization に よ っ て cropping さ れ る. This study は ゾ ル - ゲ ル overlap process で す ultrasound を irradiation る こ と に よ り, レ ゾ ル シ ノ ー ル と ホ ル ム ア ル デ ヒ ド か ら organic ゲ ル し を synthesis, freeze (マ イ ク ロ wave), drying, carbonization に よ っ て, テ ン プ レ ー ト を use せ ず に ス ポ ン ジ shape の "common 続 structure" の マ ク ロ ポ ー ラ ス カ ー ボ ン モ ノ リ ス (even 続 し た マ ク ロ flow を hold つ カ ー ボ ン molding body) を manufacturing す る new し い method を open 発 し, カ ー ボ ン in の マ ク ロ tectonic と ナ ノ tectonic の classes of royal royal (independent system) method を open 発 す る こ と を purpose と す る も の で あ り, too ら れ た advocate な results は second の と お り で あ る. 1. ゾ ル - ゲ ル overlap process で レ ゾ ル シ ノ ー ル - ホ ル ム ア ル デ ヒ ド (RF) aqueous solution に ultrasound を irradiation す れ ば, ゲ ル time が drama に shortening し, high catalyst concentration が い occasions で も メ ソ pores characteristics に optimal れ た カ ー ボ ン ゲ ル モ ノ リ ス を cropping で き る こ と を early め て prompt し た. 2. ゾ ル - ゲ ル reclosing condition と ultrasound irradiation の group み close わ せ に よ っ て, テ ン プ レ ー ト を use す る こ と な く, ス ポ ン ジ shape の three yuan altogether even 続 tectonic の マ ク ロ pores sex カ ー ボ ン モ ノ リ ス (even 続 し た マ ク ロ flow を hold つ カ ー ボ ン molding body) の cropping に successful し た. This カ ー ボ ン モ ノ リ ス は HPLC with カ ラ ム filling tonic と し て の using が expect で き る. 3. Supercritical drying や freeze drying が カ ー ボ ン ゲ ル の cropping に こ れ ま で with い ら れ て き た が, ゾ ル - ゲ ル overlap process で す ultrasound を exposure れ ば, マ イ ク ロ wave drying を with い て も porous カ ー ボ ン ゲ ル が cropping で き る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

Preparation of resorcinol formaldehyde (RF) carbon gels: Use of ultrasonic irradiation followed by microwave drying

• DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2006.09.017
• 发表时间: 2006-12
• 期刊: Journal of Non-crystalline Solids
• 影响因子: 3.5
• 作者: N. Tonanon;Yunyong Wareenin;A. Siyasukh;W. Tanthapanichakoon;H. Nishihara;S. Mukai;H. Tamon

Improvement of mesoporosity of carbon cryogels by ultrasonic irradiation

• DOI: 10.1016/j.carbon.2004.10.015
• 发表时间: 2005
• 期刊: Carbon
• 影响因子: 10.9
• 作者: N. Tonanon;A. Siyasukh;W. Tanthapanichakoon;H. Nishihara;S. Mukai;H. Tamon

3D interconnected macroporous carbon monoliths prepared by ultrasonic irradiation

• DOI: 10.1016/j.carbon.2005.05.026
• 发表时间: 2005-11
• 期刊: Carbon
• 影响因子: 10.9
• 作者: N. Tonanon;A. Siyasukh;Yunyong Wareenin;T. Charinpanitkul;W. Tanthapanichakoon;H. Nishihara;S. Mukai;H. Tamon