Синтез и изучение свойств органических и углеродных ксерогелей из танинов коры пихты

Abstract

Предложены методы синтеза органических и углеродных ксерогелей на основе конденсированных танинов, выделенных экстрагированием из коры пихты. Органические гели синтезировали методом золь-гель-конденсации танинов с формальдегидом в растворе этанола в присутствии катализаторов (NaOH или HCl). Сушку конечных продуктов гелирования осуществляли чередованием пониженной (минус 18 – минус 40 °C) и комнатной температур с получением танин-формальдегидных (ТФ) ксерогелей. ИК-спектроскопическое изучение свидетельствует о том, что процесс образования ксерогелей сопровождается реакциями сшивки преимущественно за счет образования углерод-углеродных и алкилэфирных связей. Методом термогравиметрии установлено, что органические танин-формальдегидные ксерогели термически стабильны вплоть до температуры 295 °C, проявляют устойчивость к воспламенению на воздухе при температурах до 600 °C и могут найти применение в качестве термо- и огнезащитных материалов. Углеродные танин-формальдегидные ксерогели были получены карбонизацией органических ксерогелей при 800 °C в атмосфере аргона. Пористая структура и морфология поверхности органических и углеродных ксерогелей были изучены методами БЭТ и сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Установлено значительное (до 483 – 524 м2/г) развитие удельной поверхности в результате карбонизации органических ксерогелей. Методом СЭМ показано, что в углеродных гелях сохраняется пространственно сшитая структура из полимерных цепочек, состоящих из глобулярных частиц размером 5-10 нм, образующих поры нанометрового размера