2022, №3

сс. 37-50

Влияние структуры биополимеров на морфологию органических и углеродных аэрогельных наноматериалов на их основе

2022, №3

сс. 37-50

Цитировать

И.А. Паламарчук, Н.А. Горшкова, О.С. Бровко, А.Д. Ивахнов

Ключевые слова: хитозан, лигносульфонат, альгинат, аэрогель, текстурные характеристики, сверхкритические флюидные технологии, органические и углеродные аэрогели

На основе двухкомпонентных гидрогелей альгинат натрия-хитозан (АЛNa-ХТ) и лигносульфонат натрия-хитозан (ЛСNa-ХТ) с применением сверхкритических флюидных технологий и карбонизации получены органические и углеродные аэрогели. Изучено влияние режима замены растворителя на ацетон в гидрогелях на текстурные свойства аэрогелей на их основе. Показано, что динамический режим замены растворителя в двухкомпонентных гидрогелях позволяет сократить продолжительность процесса в шесть раз и значительно снизить расход ацетона по сравнению с проведением замены растворителя в статическом режиме, а также сохранить развитую пористую структуру материала. Удельная поверхность органических аэрогелей АЛNa-ХТ и ЛСNa-ХТ составляет 100 и 260 м2/г, а полученных из них углеродных аэрогелей – 438 и 868 м2/г, соответственно. Методами сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии установлено, что надмолекулярная структура синтезированных органических и углеродных аэрогельных наноматериалов является кластер-ной; при этом основной вклад в распределение частиц по размерам углеродных аэрогелей АНХ АЛNa-ХТ вносит фракция с размерами частиц 35-45 нм, а ЛСNa-ХТ – 35-55 нм. Полученные органические и углеродные аэрогели могут найти применение в различных практических приложениях, например, как основа суперконденсаторов в низковольтной электронике, катализаторов различных химических процессов, сорбционных и фильтрующих материалов, а также матриц-носителей различных активных веществ (лекарственных соединений, металлов, клеток) и др.

doi:10.34984/SCFTP.2022.17.3.005