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Zhang, Zhen (Science and Technology on Advanced Ceramic Fibers and Composites Laboratory, National University of Defense Technology) Feng, Junzong (Science and Technology on Advanced Ceramic Fibers and Composites Laboratory, National University of Defense Technology) Jiang, Yonggang (Science and Technology on Advanced Ceramic Fibers and Composites Laboratory, National University of Defense Technology) Feng, Jian (Science and Technology on Advanced Ceramic Fibers and Composites Laboratory, National University of Defense Technology)
저널정보
한국탄소학회 Carbon letters Carbon letters 제28권
발행연도
2018.1
수록면
47 - 54 (8page)

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High surface carbon aerogels with hierarchical and tunable pore structure were prepared using ionic liquid as carbon precursor via a simple salt templating method. The as-prepared carbon aerogels were characterized by nitrogen sorption measurement and scanning electron microscopy. Through instant visual observation experiments, it was found that salt eutectics not only serve as solvents, porogens, and templates, but also play an important role of foaming agents in the preparation of carbon aerogels. When the pyrolyzing temperature rises from 800 to $1000^{\circ}C$, the higher temperature deepens the carbonization reaction further to form a nanoporous interconnected fractal structure and increase the contribution of super-micropores and small mesopores and improve the specific surface area and pore volume, while having few effects on the macropores. As the mass ratio of ionic liquid to salt eutectics drops from 55% to 15%, that is, the content of salt eutectics increases, the salt eutectics gradually aggregate from ion pairs, to clusters with minimal free energy, and finally to a continuous salt phase, leading to the formation of micropores, uniform mesopores, and macropores, respectively; these processes cause BET specific surface area initially to increase but subsequently to decrease. With the mass ratio of ionic liquids to salts at 35% and carbonization temperature at $900^{\circ}C$, the specific surface area of the resultant carbon aerogels reached $2309m^2g^{-1}$. By controlling the carbonization temperature and mass ratio of the raw materials, the hierarchically porous architecture of carbon aerogels can be tuned; this advantage will promote their use in the fields of electrodes and adsorption.
#carbon aerogels #ionic liquids #salt templating #high specific surface area #hierarchically porous structure

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