三维碳气凝胶材料的制备与应用研究进展

摘要

依据碳气凝胶制备原料的不同对其进行了分类，主要分为石墨基碳气凝胶、有机碳气凝胶和杂化碳气凝胶三大类.介绍了三维碳气凝胶的常用制备方法，主要包括溶胶–凝胶法、水热法、化学气相沉积法和冰模板法，简述了每种制备方法的优缺点，并分析了不同制备工艺对碳气凝胶材料结构和性能的影响.概述了碳气凝胶材料在吸油、储能、隔热、催化、吸波、光热转化和柔性传感器等领域的应用.碳气凝胶材料质轻、比表面积大、吸附容量高等优点，使其优于传统吸油材料；高导电性以及电化学性能稳定，可被用作超级电容器电极材料、燃料电池催化剂、催化剂载体材料和柔性传感器；超低的导热系数，使其具有优异的隔热性能；较高的阻抗匹配特性，使其能够作为高效的电磁吸波材料；宽的光吸收范围，使其在光热转化应用中具有良好的前景.分析了目前碳气凝胶材料制备和应用领域所存在的问题，基于此展望了其未来的发展趋势和方向，包括开发低成本、可再生的环境友好的前驱体材料，优化碳气凝胶制备工艺，缩短生产周期以及拓宽其高端应用领域.

关键词

碳气凝胶 / 多孔结构 / 低热导率 / 传感器 / 超级电容器 / 光热转化

基金资助

辽宁省自然科学基金资助项目(2022-BS-269)