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单宁改性酚醛基炭气凝胶的制备及其CO2吸附性能

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基于绿色低成本的单宁所具有的大量反应性羟基,其与醛类反应具有与苯酚或间苯二酚相似的机制.在传统的酚醛树脂基(苯酚-尿素-甲醛)炭气凝胶的基础上,通过添加单宁进行改性,成功制备出新型高效的CO2吸附用酚醛基炭气凝胶.通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和氮气吸脱附测试对其表面化学和孔隙结构进行了系统表征,同时通过CO2吸脱附测试对其CO2吸附量、选择性吸附及吸附热等进行了研究.结果表明:以绿色可再生的生物质原料单宁对原料进行部分取代,不仅可以显著降低产品成本,还可以明显改善其CO2的吸附性能.当单宁的添加量(15 g)为苯酚用量的50wt％时,样品具有最大的比表面积(1376.31 m2·g-1)和微孔体积(0.55 cm3·g-1),是一种极具潜力的气体吸附材料.其相应的CO2吸附量高达5.36mmol·g-1,选择性吸附和吸附热则分别为16.84和34.49 kJ·mol-1,性能较未改性的酚醛基炭气凝胶显著改善,同时也优于大部分传统的炭气凝胶材料,这主要归因于其具有较高的比表面积、微孔体积、适宜的孔径分布和良好的三维网络结构.
Preparation and CO2 adsorption properties of tannin modified phenolic based carbon cryogels

周亚兰、罗路、范毜仔、杜官本、赵伟刚

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福建农林大学 材料工程学院,福州350002

西南林业大学 材料料学与工程学院,昆明650224

单宁 酚醛树脂 炭气凝胶 二氧化碳 吸附 纳米结构

国家自然科学基金面上项目国家自然科学基金面上项目福建省自然科学基金面上项目

31971593320716882023J01133649

2023

10.13801/j.cnki.fhclxb.20220110.002

复合材料学报
北京航空航天大学 中国复合材料学会

复合材料学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.933
ISSN：1000-3851
年,卷(期)：2023.40(1)
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