Синтез и исследование мезопористых углеродных материалов, полученных темплатным методом с использованием оксидов металлов в качестве темплатов

Мезопористые углеродные материалы - это новые перспективные материалы, сочетающие высокую пористость, доступность пор и высокую удельную проводимость. Данные материалы могут быть синтезированы методами темплатного синтеза с использованием мягких или твердых темплатных агентов. Одним из наиболее хорошо разработанных методов получения таких материалов является карбонизация различных прекурсоров при воздействии различных темплатных материалов, причем морфология и пористая структура получаемых в процессе реакции углеродных материалов определяется параметрами используемых темплатов. Благодаря последним достижениям в области создания мезопористых углеродных материалов, эти материалы находят широкое применение, в частности, для накопления энергии, например, в двухслойных электрохимических суперконденсаторах. Для получения электродных материалов для суперконденсаторов требуется, чтобы материал обладал высокой площадью поверхности и оптимальным распределением пор по размерам, при этом должны контролироваться размер и количество микропор, мезопор и даже макропор, а также имел достаточно высокое значение удельной ёмкости. В настоящей работе планируется разработка темплатного метода синтеза мезопористых углеродных материалов пиролизом фенолформальдегидной смолы с использованием твердых темплатных материалов и использование полученных материалов в качестве электродных материалов в суперконденсаторах. В качестве прекурсора углерода будут использованы полимеры на основе фенолформальдегидных смол. Синтез таких систем хорошо контролируется изменением кислотности среды, концентрацией исходных мономеров, температурой и временем синтеза. В качестве твердых темплатных агентов будут использованы нанодисперсные оксидные материалы, полученные термолизом карбонатов и органических солей. При этом будут проведены исследования как с использованием добавок предварительно полученных оксидов, так и с добавками солей-прекурсоров, из которых темплатный агент образуется непосредственно в процессе термической обработки. Пиролиз композитных прекурсоров с образованием углеродных материалов будет проводиться в инертной атмосфере аргона. После пиролиза темплатные добавки будут удаляться из материала кислотной обработкой. Исходные, промежуточные и конечные материалы будут исследованы комплексом методов физико-химических исследований.