超臨界乾燥を用いたメソポーラスカーボンエアロゲルの創出

使用超临界干燥制备介孔碳气凝胶

• 批准号: 09243224
• 负责人: 田門 肇
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09243224/
• 关键词: メソポーラスカーボン; エアロゲル; ゾル-ゲル重合; 超臨界乾燥; レゾルシノール; ホルムアルデヒド; 細孔構造制御; 吸着特性

カーボンエアロゲルは数ナノメータの細孔を持ち,比表面積400-900m^2/g,空隙率80%以上に及ぶことから,吸着剤,クロマト分離剤,ハイブリッドカ-用電気二重層キャパシタとしての用途が期待できる.そこで,本研究では炭酸ナトリウムを触媒,蒸留水を希釈剤として,レゾルシノールとホルムアルデヒドのゾル-ゲル重合によって有機エアロゲルを合成し,炭酸ガスを用いた超臨界乾燥によってRFエアロゲルを作製した.このRFエアロゲルを不活性雰陰気で熱分解し,カーボンエアロゲルを作製した.次に,窒素吸着法によって作製したエアロゲルの細孔特性を評価し,エアロゲルのエタン,エチレン吸着特性を検討した.さらに細孔構造に及ぼすレゾルシノール,触媒,希釈剤量,熱分解温度の影響を検討した.その結果,次の結論が得られた.(1)ゾル-ゲル重合においてレゾルシノール,炭酸ナトリウム,水の組成比を変化させれば,RFエアロゲルのメソ細孔半径を2.5〜9.2nmの範囲で任意に制御できる.(2)熱分解によって若干収縮が生じるもののRFゲルの細孔構造が保持でき,カーボンエアロゲルのメソ細孔半径を2.0〜6.1nmの範囲で制御できる.(3)カーボンエアロゲル作成時の熱分解温度が高くなれば,メソ孔容積は減少するものの細孔径はほとんど変化しない.(4)熱分解温度が高くなればエアロゲルにおけるエタン吸着量はエチレン吸着量よりも大きくなり,両吸着量を比較すれば1000℃での熱分解によってカーボンエアロゲルは活性炭とはぼ同じ表面化学特性を示す.

The specific surface area is 400-900m^2/g, the porosity is more than 80%, the adsorption agent, the separation agent, the separation agent and the application of the electric double layer are expected. In this study, carbon acid was used as catalyst, distilled water was used as catalyst, and carbon acid was prepared by supercritical drying. The RF is not active, the heat is decomposed, and the RF is not active. In addition, the adsorption method is used to evaluate the pore characteristics of the polymer. The influence of pore structure, catalyst, catalyst content and thermal decomposition temperature is discussed. The result of the experiment is that the second conclusion is obtained. (1)The composition ratio of water can be changed from 2.5 nm to 9.2 nm, and the pore radius of RF can be controlled arbitrarily. (2)The pore structure of the RF material is maintained in the range of 2.0 ~ 6.1 nm. (3)The thermal decomposition temperature is higher when the pore volume is reduced, and the pore diameter is smaller when the pore diameter is reduced. (4)Thermal decomposition temperature is high, adsorption capacity is high, thermal decomposition temperature is 1000℃, surface chemical characteristics of activated carbon are shown.

项目成果

Hajime Tamon, Hajime Ishizuka, Takuji Araki, Morio Okazaki: "Control of Mesoporous Structure of Organic and Carbon Aerogels" Carbon. (in press). (1998)

Hajime Tamon、Hajime Ishizuka、Takuji Araki、Morio Okazaki：“有机和碳气凝胶介孔结构的控制”碳。