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调控间苯二酚-甲醛凝胶孔结构:sol-gel法制备的关键策略
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更新于2024-09-04
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间苯二酚/甲醛凝胶骨架合成及孔结构调控规律的研究探讨了利用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备具有潜在应用价值的新型材料——间苯二酚甲醛凝胶(RF gel)。该工作由任慧、孟凡群等学者合作完成,他们着重于理解凝胶缩聚物形成过程,并发现催化剂种类和用量对凝胶孔尺度和分布的关键影响。 文章首先介绍了实验背景,指出通过无水Na2CO3和Ca(OH)2作为催化剂,调节间苯二酚与催化剂的摩尔比(R/C值),能够得到不同孔结构的凝胶骨架。研究者对比了两种催化剂条件下凝胶形成的时间差异,同时通过对凝胶微观形貌和比表面积的表征,揭示了孔结构调控的具体规律。他们发现,当使用无水Na2CO3时,由于其催化作用更强烈,形成的凝胶中微孔更多;而随着R/C值的减小,凝胶的反应时间缩短,比表面积增大。然而,当R/C值低于50时,比表面积的增加趋势突然减缓。 为了在短时间内获得大孔容的凝胶骨架,研究团队经过优化,选择了无水碳酸钠作为催化剂,R/C值设为50,这使得成胶时间大约为30分钟。这种条件下制备出的RF凝胶,其比表面积高达580 m²/g以上,展示了良好的孔结构调控效果。 本研究对于理解和控制间苯二酚甲醛凝胶的孔结构有着重要意义,不仅为材料科学与工程领域提供了新的合成策略,也为相关领域的应用如能源存储、药物释放等方面提供了有价值的参考。此外,这项工作还强调了催化剂选择和反应参数对凝胶性能的直接影响,为后续的凝胶材料设计提供了理论基础。
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