超臨界/凍結乾燥を用いたメソポーラスカーボンゲルの創出

使用超临界/冻干法制备介孔碳凝胶

• 批准号: 11124227
• 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 (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11124227/
• 关键词: メソポーラスカーボン; ゾル-ゲル重合; エアロゲル; クライオゲル; 超臨界乾燥; 凍結乾燥; 細孔特性; 細孔制御

レゾルシノールとホルムアルデヒドのゾル-ゲル重合および炭酸ガスを用いた超臨界乾燥によってRFエアロゲルが作製できる.このRFエアロゲルを不活性雰囲気で熱分解すれば,高比表面積メソ細孔性カーボン(カーボンエアロゲル)が得られる.しかし,エアロゲルは超臨界乾燥を用いるために製造コストが高くなる.そこで本研究では,カーボンエアロゲルの細孔制御,凍結乾燥によって安価で高性能なエアロゲル状カーボンの作製に検討を加えた.得られた知見は以下のように纏められる.(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(触媒),水(希釈剤)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.熱分解によって若干収縮が生じるもののRFゲルの紐孔構造が保持でき,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.(2)凍結乾燥時にゲル収縮が生じるものの,RFクライオゲルは0.58cm^3/g以上のメソ細孔容積をもつ多孔体である.クライオゲルを熱分解すれば,800m^2/g以上の比表面積,0.55cm^3/g以上のメソ細孔容積をもつエアロゲル状カーボンを作製できる.(3)ゾル-ゲル重合においてレゾルシノール,炭酸ナトリウム(触媒),水(希釈剤)の組成比を変化させれば,RFクライオゲルおよびカーボンクライオゲルのメソ細孔半径を1.6〜7.0nmの範囲で任意に制御できる.ゾル-ゲル重合,超臨界乾燥あるいは凍結乾燥,熱分解によるメソ細孔性カーボンの作製と細孔特性の制御に関して研究を実施してきた.カーボンゲルはメソ細孔性に富んだ興味深い材料である.今後はその特性を生かした用途開発が期待される.

In the process of supercritical drying, RF drying is carried out in the presence of carbon dioxide. The RF spectrum is inactive, the thermal decomposition spectrum is high, the specific surface area is fine, and the porosity is high. Supercritical drying is the most important process in production. In this study, the control of fine pores, freeze-drying and high performance of fine pores were discussed. I've got to know what's going on. (1)The composition ratio of carbon acid (catalyst) and water (catalyst) can be changed, and the pore radius of RF can be adjusted from 2.5 nm to 9.2 nm. The thermal decomposition of a certain amount of shrinkage occurs in the RF pore structure of the substrate, and the pore radius of the substrate is 2.0 ~ 6.1 nm. (2)When freeze-drying, the pore volume of the porous body should be 0.58 cm^3/g or more. The thermal decomposition temperature of the resin is 800 m^2/g or more, the specific surface area is 0.55 cm^3/g or more, and the pore capacity is 0.55 cm^3/g or more. (3)The composition ratio of carbon acid (catalyst) and water (catalyst) can be changed according to the temperature of carbon dioxide, and the pore radius of carbon dioxide can be adjusted from 1.6 nm to 7.0 nm. Research on the preparation and control of fine pore characteristics of supercritical drying, freeze-drying, thermal decomposition and other related technologies. The material is rich in fine porosity and interesting in deep taste. The future of the characteristics of the product is expected to be developed.

项目成果

Hajime Tamon: "Preparation of Mesoporous Carbon By Freeze Drying"Carbon. 37・6. 2049-2055 (1999)

Hajime Tamon：“通过冷冻干燥制备介孔碳”37・6 2049-2055（1999）。

田門肇: "メソ細孔性材料としてのカーボンエアロゲル"表面. 38・1. 1-9 (2000)

Hajime Tamon：“作为介孔材料的碳气凝胶”38・1（2000）。

Hajime Tamon: "Preparation of Organic Mesoporous Gel by Supercritical/Freeze Drying"Drying Technology. 17・788. 1653-1665 (1999)

Hajime Tamon：“通过超临界/冷冻干燥制备有机介孔凝胶”干燥技术17・788（1999）。