Materyèl ki baze sou kabòn yo lajman itilize nan anpil domèn tankou depo enèji, syans anviwònman, ak chimi materyèl. Nan deseni ki sot pase yo, anpil entelektyèl nan kay ak aletranje te devlope avèk siksè yon varyete rich nan émergentes materyèl ki baze sou kabòn, tankou biochar, grafèn, oksid grafèn (GO), nanotub kabòn, nanofib kabòn, esfè kabòn, aerogels kabòn, nitwojèn. -doped kabòn ak grafit faz nitrure kabòn. Airgel se yon kalite nouvo materyèl solid ak ultra-amann estrikti pore ak dansite ki ba. Depi nesans li an 1931, li te toujou atire atansyon lajè. Avèk pwogrè kontinyèl nan tan, chèchè kontinye eksplore ak optimize metòd preparasyon nan aerogel, ki soti nan inisyal inòganik silica èrgel la piti piti devlope nan aerogel òganik, ak Lè sa a, pwolonje nan aerogel kabòn, ak korespondan, seri aplikasyon an nan èrgel ap kontinye tou. elaji.
Ayewojèl ki baze sou kabòn yo se yon nouvo kalite materyèl kabòn nano-pore ki te jwenn pa karbonizasyon nan tanperati ki wo nan yon anviwònman gaz inaktif, lè l sèvi avèk aerogels òganik kòm précurseur. Yo gen karakteristik doub tou de aerogel ak materyèl ki baze sou kabòn. Akòz dansite ki ba li yo, segondè sifas espesifik ak segondè porosite, kabòn ki baze sou èrgel te lajman itilize nan depo enèji, adsorption, Capteur, pwoteksyon elektwomayetik ak absòpsyon.
Sous imaj: Journal of Coloid and Interface Science
Klasifikasyon aerogel ki baze sou kabòn:
Ki baze sou diferans ki genyen nan sous matyè premyè, aerogels kabòn ka apeprè divize an twa kategori: aerogels kabòn ki baze sou grafit, aerogels kabòn òganik ak aerogels konpoze kabòn.
Pou aerogels kabòn ki baze sou grafit, tankou aerogels graphene ak aerogels nanotube kabòn, materyèl grafit-kabòn yo dirèkteman konbine nan estrikti èrgel ki genyen twa dimansyon lè l sèvi avèk pwosesis asanble apwopriye. Akòz segondè konduktiviti elektrik yo, materyèl sa yo èrgel kabòn yo lajman ki itilize nan yon varyete aparèy elektwonik ak detèktè.
Materyèl précurseur nan èrgel kabòn òganik fè pati matyè òganik, ki transfòme nan materyèl kabòn apre pwosesis carbonization tanperati ki wo, ak Lè sa a, twa dimansyon estrikti pore konstwi avèk èd nan pwosesis asanble. Aerogels ki baze sou kabòn sa yo ka sibdivize nan aerogels kabòn byomass ak aerogels kabòn ki baze sou polymère. Akòz ekselan pwopriyete adsorption yo ak karakteristik inik estriktirèl yo, yo gen gwo aplikasyon ak potansyèl devlopman nan domèn pwoteksyon anviwònman ak enèji.
Kabòn èrgel konpoze se yon tandans devlopman trè enpòtan nan jaden èrgel ki baze sou kabòn nan dènye ane yo. Lè yo entwodwi gwoup òganik oswa polymère, rapò ki genyen ant konpozan yo ka ajiste ak kontwole, ak Lè sa a, pwoblèm yo nan materyèl sèl eleman kabòn ki baze sou èrgel tankou pi gwo frajil, imidite fasil, fleksibilite pòv ak sou sa ka optimize. Pandan ke yo kenbe pwopriyete ekselan, aerogels konpoze kabòn reyalize konplemantasyon fonksyonèl ant diferan materyèl, ki ouvè yon espas pi laj pou aplikasyon an nan aerogels ki baze sou kabòn.
Preparasyon aerogel ki baze sou kabòn:
Preparasyon èrgel ki baze sou kabòn anjeneral gen ladan twa etap sa yo: (1) solasyon précurseur, sol gelation ak aje; ② Jèl la seche pou l vin aerogel; ③ Karbonizasyon èrgel pou jwenn aerogel ki baze sou kabòn. Èrgel ki baze sou kabòn te montre bon pèfòmans nan anpil aplikasyon, men pwosesis preparasyon konplèks la, gwo pri ak sede ba limite aplikasyon pratik li yo. Metòd preparasyon materyèl ayergel ki baze sou kabòn sitou gen ladan metòd sol-jèl, metòd idrotèmal, metòd depo chimik vapè ak metòd modèl glas.
Aplikasyon aerogel ki baze sou kabòn:
Kabòn ki baze sou èrgel se yon kalite materyèl kabòn limyè, pore, amorphe ak estrikti nanopore. Kabòn ki baze sou èrgel gen valè aplikasyon enpòtan nan domèn kle nan depo enèji elektwochimik, katalis ak konpayi asirans li yo, defans nasyonal ak endistri militè ak pwoteksyon anviwònman an.
1.Thermal izolasyon pou pil cho ak supercapacitors
Nan ekipman depo enèji, tanperati a gen yon gwo enpak sou pèfòmans li yo ak tout lavi yo. Airgel ka itilize kòm yon materyèl izolasyon tèmik pou pil cho ak superkondansateur, anpeche chalè yo te transfere twò vit andedan batri a oswa kondansateur, epi kenbe estabilite nan tanperati a opere nan ekipman an, kidonk amelyore pèfòmans nan ak sekirite nan ekipman an.
2.Sound-absòbe materyèl
Estrikti ki mouye nan èrgel fè li gen bon pwopriyete absòbe son. Lè vag son pwopaje nan porositë aerogel yo, yo pral reflete ak gaye anpil fwa, pou enèji son an ap kontinye pouri. Nan sal konsè, estidyo anrejistreman ak lòt kote ki gen gwo kondisyon anviwònman acoustic, èrgel ka itilize pou fabrike panno absòbe son, efektivman diminye tan an reverberasyon andedan kay la ak amelyore klè nan son.
3.Sipò Catalyst
Segondè sifas espesifik èrgel bay yon gwo kantite sit chaje pou katalis. Nan reyaksyon katalitik anviwònman an, tankou pirifikasyon katalitik nan gaz echapman otomobil, oksidasyon katalitik nan gaz fatra endistriyèl, elatriye, chaje katalis la sou konpayi asirans lan èrgel ka amelyore dispèsyon ak aktivite katalis la, konsa tankou katalize konvèsyon nan sibstans danjere. pi efikas epi redwi emisyon polyan yo.
4.Packaging materyèl pou aparèy elektwonik
Aerogels gen bon pwopriyete izolasyon elektrik ak konstan dielectric ki ba, epi yo ka itilize kòm materyèl anbalaj pou aparèy elektwonik. Nan aparèy elektwonik tankou sikui entegre ak chips, anbalaj èrgel ka pwoteje konpozan elektwonik kont faktè anviwònman tankou imidite ak pousyè tè, pandan y ap konstan ba dyelèktrik li yo ede diminye reta ak pèt pandan transmisyon siyal.
sous imaj: RSC Advances