炭气凝胶载金属镍催化制备及脱硫性能研究(2)
2）利用催化剂促进脱硫反应的效率有待提高。
因此，本文的研究意义在于：
1）探索溶胶-凝胶法制备炭气凝胶的较佳实验条件，研究反应温度、高温炭化时间、方式等实验因素与炭气凝胶的比表面积、孔隙率等的关系；
2）研究金属镍在炭气凝胶上的负载机制，达到金属镍在炭气凝胶上分布均匀、担载量大，以及催化剂脱硫能力强的较理想佳效果。
1.2 研究的内容和目标
针对当前炭气凝胶在性能和制备工艺上的缺点和不足，研究制备炭气凝胶载金属镍催化剂的方法及其功能特性，以期获得具有较好脱硫能力，制备工艺简单的炭气凝胶载金属镍催化剂，为了顺利实现以上研究目的，工作重点将围绕以下两个方面：
1）借鉴已有炭气凝胶制备工艺，设计溶胶-凝胶法合成炭气凝胶的最佳实验过程；优化溶胶-凝胶法制备炭气凝胶的关键技术，包括反应温度、时间、干燥方法等因素对炭气凝胶的分散性影响；
2）设计在炭气凝胶负载金属镍的实验过程，研究金属镍负载的均匀性和包覆量较佳的实验条件。
本课题的预期目标为通过调整金属镍的负载实验的调整，制备出催化效率高、脱硫性能好的炭气凝胶载金属镍催化剂；并结合催化剂的结构表征给出较合理的解释。
1.3 炭气凝胶
炭气凝胶是一种具有三文网络结构的纳米多孔碳材料。自上世纪90年代问世以来，便以质轻、孔隙率高、比表面积大，声、光、电、热、力学特性优越赢得广大科研工作者的青睐。
1.3.1 气凝胶
气凝胶[1]是从溶胶-凝胶工艺衍生出来的非晶固态材料，其孔隙率达80% ~99.8%,典型的孔洞尺寸在1~100nm范围，是一种具有许多奇异性质和广泛应用前景的轻质纳米多孔性材料。有机气凝胶和炭气凝胶的研制成功进一步拓宽了气凝胶的应用领域，将有机气凝胶用作较低温冷冻靶吸附氘氚燃料，可用于惯性约束聚变的实验研究，最终实现廉价、清洁、安全的理想能源。另外,炭气凝胶在同类气凝胶材料中具有更好的导电性（5~40s•cm-1）。
1.3.2 炭气凝胶的性能和应用
炭气凝胶（Carbon aerogel）是一种由无定形碳纳米颗粒通过化学键连接构成的三文网络骨架的多孔材料，其比表面积大(活化后可以达到2500m2/g以上)、孔容大(可达到2 cm3/g以上)、孔径分布宽(0.3~100nm)、导电性优良(约100 S/cm)、结构可控、孔径和颗粒的大小都可以从微米到纳米级水平上进行调节。
因为炭气凝胶在力学、声学、热血及光学等方面具有独特的性能，被广泛应用于储氢、催化剂载体、隔热材料、气体分离、净化剂及吸附溶液中的金属离子等诸多方面。炭气凝胶独特的导电性能，可控的纳米孔洞、连续统一的网络结构、宽密度范围、较高的比表面积，使其具有功率密度大、能量密度高、点化学性能稳定等诸多优点，是理想的电极材料，在超级双电层电容器、可充电电池、染料电池和海水淡化等方面极具应用潜力[2-6]。另外，作为一种惯性约束聚变（ICF）研究的重要靶材料，炭气凝胶也用于低温吸附氘、氚燃料，作为多层靶的填充材料用于激光等离子体相互作用的研究等[7]。
新型纳米多孔炭气凝胶材料，具有纳米级孔洞（1~100nm）丰富、孔隙率高（>80%）、比表面积大（400~3200ｍ2/g）、易成型、结构可控、易掺杂等优良特性，是一种很有潜力和竞争力的多孔吸附材料。作为超级电容器的炭气凝胶材料已经得到了国内外科研人员的充分研究，而本课题主要将其作为催化剂载体进行制备研究。
1.3.3 炭气凝胶的制备
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