本发明属于碳气凝胶，具体涉及一种酚醛树脂基碳气凝胶及其制备方法。
背景技术：
1、碳气凝胶具有独特的性能，如连续多孔、低密度、高比表面积、高隔热隔声性能、高电导率、非氧化气氛中超高温热稳定性等，极有潜力作为吸附剂、色谱包覆剂、气体扩散电极、电容去离子、分子筛、热防护系统隔热材料、超级电容器或可充电电池电极、燃料电池先进催化剂载体、惯性约束核聚变靶材料等。间苯二酚-甲醛气凝胶(rf)是目前研究最多的有机气凝胶，也是制备碳气凝胶的最常用先驱体。
2、碳气凝胶主要通过具有多孔层次结构的有机前驱体气凝胶经碳化制得，在碳化过程中产生微孔，从而产生高的比表面积，有机前驱体包括葡萄糖、果糖、细菌纤维素、酚醛树脂等。
3、目前在对碳气凝胶进行制备时，通常采用制备好的酚醛树脂作为原材料，而酚醛树脂久放后，表面会粘附灰尘，使酚醛树脂本身质量降低，在添加有机溶剂时，混合液中杂质较多，影响碳气凝胶的成型质量。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种酚醛树脂基碳气凝胶及其制备方法，采用新制备的酚醛树脂，避免久放影响酚醛树脂质量，并添加有机物，经过活化处理后使有机物碳化制得碳气凝胶，以保障碳气凝胶的成型质量。
2、本发明解决其技术问题是采用以下技术方案实现的：
3、本发明目的在于提供一种酚醛树脂基碳气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤一、制备酚醛树脂：酚类化合物与醛类化合物添加至反应釜中进行反应，加入催化剂进行持续搅拌，加热反应，得到酚醛树脂；
5、步骤二、酚醛树脂处理：取出制备好的酚醛树脂，添加有机溶剂搅拌，制得酚醛树脂溶液；
6、步骤三、凝胶制取：将酚醛树脂溶液置于反应釜中，加入有机溶剂并持续加热，然后停止加热，使高压釜冷却，得到有机气凝胶；
7、步骤四、凝胶处理：对有机碳材料进行活化处理以形成碳气凝胶前驱体，采用常压等离子技术对表面进行活化、清洗处理；
8、步骤五、凝胶碳化：有机气凝胶加入裂解炉中，加入保护气体，加热裂解炉并保温，冷却得到碳气凝胶。
9、本发明首先将酚类化合物与醛类化合物制得酚醛树脂，对酚醛树脂处理后，加入有机溶剂制得有机气凝胶，对有机碳材料进行活化处理以形成碳气凝胶前驱体，之后将有机气凝胶加入裂解炉中碳化，获得碳气凝胶，采用新制备的酚醛树脂，避免久放影响酚醛树脂质量，并添加有机物，经过活化后使有机物碳化制得碳气凝胶，保障碳气凝胶的成型质量。
10、进一步的，步骤一中，酚类化合物200份，醛类化合物70-100份，催化剂2-9份。
11、进一步的，步骤一中，控制反应釜加热温度为50-70℃，加热时间为25-40分钟，搅拌时间为8-15分钟。
12、酚醛树脂的制备方法采用液化气体作为催化剂，将原料和催化剂混合放入反应釜中，在加热和搅拌条件下，持续反应至所需的粘度，然后放凉即可成型。相比其他方法效率更高，污染最小，酚醛树脂纯度更高。
13、进一步的，步骤二中，有机溶剂采用甲醇或异丙醇。通过添加有机溶剂，使酚醛树脂中含碳基，碳基由有机溶剂提供。
14、进一步的，步骤三中，混合溶液通过容器放置在反应釜中，有机溶剂加入量与反应釜容积的比例为1.5∶7。
15、进一步的，步骤三中，加热温度为120-220℃，加热时间为2-7小时。
16、有机酚醛树脂溶液在加热后，随着搅拌进行均匀混合，使有机酚醛树脂溶液不断胶化，自然冷却后，胶体内部收缩形成气孔，形成有机气凝胶。
17、进一步的，步骤四中，对凝胶表面进行超声波清洗，清洗后自然干燥，干燥后进行活化处理。
18、采用常压等离子技术提高表面能，便于后续进行碳化处理。常压等离子技术具有工艺简单、操作方便、加工速度快、处理效果好、环境污染小、节能等优点，能够有效提高表面附着力和产品质量。
19、进一步的，步骤五中，保护气体为氮气或氩气。
20、进一步的，步骤五中，凝胶在常压下进行干燥，得到气凝胶，气凝胶加入裂解炉中制得酚醛树脂基碳气凝胶。
21、裂解炉(cracking furnace)是指用以使烃类进行裂解反应的设备，通过持续加热，使有机气凝胶中的有机物碳化，最终形成碳气凝胶。
22、一种酚醛树脂基碳气凝胶，采用所述一种酚醛树脂基碳气凝胶的制备方法制得。
23、与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：
24、本发明首先将酚类化合物与醛类化合物制得酚醛树脂，对酚醛树脂处理后，加入有机溶剂制得有机气凝胶，对有机碳材料进行活化处理以形成碳气凝胶前驱体，之后将有机气凝胶加入裂解炉中碳化，获得碳气凝胶，采用新制备的酚醛树脂，避免久放影响酚醛树脂质量，并添加有机物，经过活化后使有机物碳化制得碳气凝胶，保障碳气凝胶的成型质量。
25、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述内容和其目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
1.一种酚醛树脂基碳气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述一种酚醛树脂基碳气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤一中，酚类化合物200份，醛类化合物70-100份，催化剂2-9份。
3.如权利要求2所述一种酚醛树脂基碳气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤一中，控制反应釜加热温度为50-70℃，加热时间为25-40分钟，搅拌时间为8-15分钟。
4.如权利要求1所述一种酚醛树脂基碳气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤二中，有机溶剂采用甲醇或异丙醇。
5.如权利要求1所述一种酚醛树脂基碳气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤三中，有机溶剂加入量与反应釜容积的比例为1.5∶7。
6.如权利要求5所述一种酚醛树脂基碳气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤三中，加热温度为120-220℃，加热时间为2-7小时。
7.如权利要求1所述一种酚醛树脂基碳气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤四中，对凝胶表面进行超声波清洗，清洗后自然干燥，干燥后进行活化处理。
8.如权利要求1所述一种酚醛树脂基碳气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤五中，保护气体为氮气或氩气。
9.一种酚醛树脂基碳气凝胶，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述一种酚醛树脂基碳气凝胶的制备方法制得。