单宁基酚醛树脂气凝胶的快速制备与性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

以单宁为基础原料，通过微波处理，快速制备单宁基酚醛树脂气凝胶，研究单宁基酚醛树脂气凝胶微波制备工艺，分析单宁基酚醛树脂气凝胶的化学性能与物理结构，探讨工艺参数对单宁基酚醛树脂气凝胶的电化学性能的影响，以获得较优的单宁基酚醛树脂气凝胶制备工艺参数。

具体研究内容包括：1、研究单宁基酚醛树脂气凝胶的制备工艺（微波处理时间、功率、温度等）2、分析单宁基酚醛树脂气凝胶的物理化学性质（微观结构、化学性质等）3、评价单宁基酚醛树脂气凝胶的电化学性能

2. 国内外研究现状分析

a szczurek等成功以单宁-甲醛体系通过溶胶-凝胶法制备出有机凝胶，在丙酮、900℃条件下热解得到碳气凝胶。

其碳化物中孔隙率范围在57％-78％，孔表面积高达715㎡/g且是总表面积的95％。

以单宁为原料大大降低了碳器凝胶的生产成本。

3. 研究的基本内容与计划

通过对原料单宁、间苯二酚和甲醛的配方设计和调整，从而生产一种具备安全环保性能、较高强度以及良好导电性能的气凝胶碳化物。

1、配方设计：以杨梅树皮栲胶单宁混合间苯二酚改性酚醛树脂（具体比例以实验情况决定);2、生产工艺：通过微波法快速制备胶液，待胶液老化后以CO2超临界干燥制备气凝胶，然后在管式炉（800℃）条件下碳化得到终产物；3、产物性能：对所得的的产物进行性质表征，包括物理性质和化学性质，对比其他电极材料预估该材料作为电极材料的可行性;4、材料缺陷以及预备解决方案：单宁基酚醛树脂气凝胶根据配方不同，存在的导电性弱和结构强度差的问题有差异，总体而言弱于酚醛树脂气凝胶.通过对气凝胶进行碳纳米管复合的方法提升其强度和导电性能。

4. 研究创新点

这个课题最大的创新就是利用单宁基酚醛树脂生产气凝胶。

单宁树脂提取自植物具有安全环保性，酚醛树脂具有很好的强度，碳纳米管本身具有良好导电性和结构强度，通过配方设计以及生产工艺的调整，从而制作出具有良好导电性能和机械强度的气凝胶碳化物。