Studies on Porous Monolithic Materials Prepared via Sol–Gel Processes

این پایان نامه بر روی مواد یکپارچه متخلخل تمرکز دارد که به شکل ذرات، الیاف یا فیلم نیستند. به طور خاص، استراتژی مصنوعی مواد یکپارچه متخلخل از طریق روش سل-ژل همراه با جداسازی فاز، که به عنوان روش غیرقابلیت‌سازی برای تطبیق حفره‌های درشت به خوبی تعریف شده مشخص می‌شود، از اصول اولیه تا سنتز واقعی توصیف می‌شود. مواد متخلخل در زمینه‌های مختلف مانند الکترونیک، ذخیره‌سازی انرژی، کاتالیز، حسگر، جاذب‌ها، علوم زیست پزشکی و علوم جداسازی توجه بیشتری را به خود جلب می‌کنند. تا به امروز، تلاش‌های زیادی برای سنتز مواد متخلخل در ترکیبات شیمیایی مختلف - آلی، معدنی از جمله فلزات، شیشه‌ها و سرامیک‌ها و هیبریدهای آلی- معدنی انجام شده است. همچنین در این پایان نامه کاربردهای بالقوه مواد یکپارچه متخلخل سنتز شده برای محیط های جداسازی و همچنین برای الکترودهای خازن های دو لایه الکتریکی (EDLC) و باتری های لیتیوم یون (LIBs) نشان داده شده است. این کار برای دانشجویان فارغ التحصیل رشته علم مواد ایده آل است و همچنین برای مهندسان یا دانشمندانی که به دنبال دانش اولیه مواد یکپارچه متخلخل هستند مفید است.

This thesis focuses on porous monolithic materials that are not in the forms of particles, fibers, or films. In particular, the synthetic strategy of porous monolithic materials via the sol–gel method accompanied by phase separation, which is characterized as the non-templating method for tailoring well-defined macropores, is described from the basics to actual synthesis. Porous materials are attracting more and more attention in various fields such as electronics, energy storage, catalysis, sensing, adsorbents, biomedical science, and separation science. To date, many efforts have been made to synthesize porous materials in various chemical compositions—organics, inorganics including metals, glasses and ceramics, and organic-inorganic hybrids. Also demonstrated in this thesis are the potential applications of synthesized porous monolithic materials to separation media as well as to electrodes for electric double-layer capacitors (EDLCs) and Li-ion batteries (LIBs). This work is ideal for graduate students in materials science and is also useful to engineers or scientists seeking basic knowledge of porous monolithic materials.