单宁改性酚醛基炭气凝胶的制备及其CO_(2)吸附性能

作     者：周亚兰 罗路 范毜仔 杜官本 赵伟刚 ZHOU Yalan;LUO Lu;FAN Mizi;DU Guanben;ZHAO Weigang

作者机构：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 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2023年第40卷第1期

页      面：270-279页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 07[理学] 08[工学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 0817[工学-化学工程与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(31971593,32071688) 福建省自然科学基金面上项目(2023J01133649)。 

主　　题：单宁 酚醛树脂 炭气凝胶 二氧化碳 吸附 纳米结构 

摘      要：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CO_(2)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CO_(2)吸脱附测试对其CO_(2)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CO_(2)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 m^(2)·g^(−1))和微孔体积(0.55 cm^(3)·g^(−1)),是一种极具潜力的气体吸附材料。其相应的CO_(2)吸附量高达5.36 mmol·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。