【摘 要】
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有机气凝胶及其炭气凝胶具有独特的三维纳米网络结构,广泛应用于吸附、分离、能源、医药等领域,已在材料科学领域引起了广泛的关注.然而,时至今日,大多数的有机气凝胶及其炭气凝胶的制备仍然采用溶胶-凝胶化反应,存在明显的不足:(1)所得纳米网络单元球形度差和粒径分布宽;(2)通常需采用繁琐和昂贵的超临界干燥工艺;(3)易发生危险的爆聚;(4)所得气凝胶材料通常呈块状,限制了该类材料的性能提升和多样化的应用
【机 构】
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教育部聚合物复合材料及功能材料重点实验室 中山大学化学与化学工程学院材料科学研究所,广州510275;西北工业大学
【出 处】
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中国化学会第18届反应性高分子学术研讨会
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有机气凝胶及其炭气凝胶具有独特的三维纳米网络结构,广泛应用于吸附、分离、能源、医药等领域,已在材料科学领域引起了广泛的关注.然而,时至今日,大多数的有机气凝胶及其炭气凝胶的制备仍然采用溶胶-凝胶化反应,存在明显的不足:(1)所得纳米网络单元球形度差和粒径分布宽;(2)通常需采用繁琐和昂贵的超临界干燥工艺;(3)易发生危险的爆聚;(4)所得气凝胶材料通常呈块状,限制了该类材料的性能提升和多样化的应用需求.为了克服上述问题，在本文中提出了一种全新的微乳液聚合—超交联的方法，制备得到粉末状有机气凝胶和炭气凝胶（图1）。首先，利用微乳液聚合技术合成出单分散聚（苯乙烯-二乙烯基苯）纳米球；然后，利用傅克超交联反应进行球内和球间交联，经常压干燥获得粉末状聚苯乙烯气凝胶。测试表明，这些粉末是由粒径在2微米的单分散颗粒组成，进一步通过SEM发现，微米颗粒内部是由纳米颗粒交联堆叠形成凝胶状三维网络结构(图2c)。炭化后得到粉末状炭气凝胶，其三维纳米凝胶网络形貌得到了良好的保持。这类新型有机气凝胶和炭气凝胶具有独特的三维纳米网络结构，其微孔纳米球网络单元分别为29nm和20～30nm，BET LC表面积分别高达613m2.g-1和2025m2.g-1。
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