1.3 炭气凝胶的一些改性方法
目前，炭气凝胶的制备工艺条件虽然能够影响和控制炭气凝胶性质。但是，其孔结构基本上还是中孔。所以，如果能够在不改变炭气凝胶网络结构的基础上，给予它们附加的、均一的微孔性或大孔性结构，从而形成二元或多元孔径分布的话。那么，这无疑将给炭气凝胶注入新的学术活力和应用价值。
目前，炭气凝胶主要改性方法为：气体活化法、金属掺杂法、复合法以及浸渍法四种改性方法。
（1） 气体活化法
炭气凝胶在经过CO2进一步活化后，其网络结构将呈二元孔径分布，即微孔和中孔分布。在一定的活化条件下，CO2不但不会破坏活化前炭气凝胶的网络结构。反而在反应前的网络胶体颗粒上赋予大量的微孔，而且微孔和中孔的比表面积和体积都随着烧失率增大而增大。
（2） 金属掺杂法
炭气凝胶的孔结构可以通过金属盐掺杂或离子交换法来控制[11-17]。一般来说，其微孔体积和表面积均随金属掺杂剂浓度的增大先增大后减少。而在掺杂后，炭气凝胶的孔结构是大孔而不是中孔。因此，通过不同金属掺杂剂的掺杂及其与气体活化的协同效应，炭气凝胶的结构将会被改变，同时，由于金属组分的掺杂，炭气凝胶的传导性能（导电性、磁导率）也将发生明显的变化，因而在应用方面有很好的价值。
（3） 复合法
利用盐酸和异丙醇分别作为催化剂和溶剂，成功地制备了间苯二阶糠醛炭气凝胶。同时，利用该体系凝胶化时间短的特点成功地制备了结构均匀的活性炭纤文和炭气凝胶的混合物（ACF/CA）。而少量的活性炭纤文基本上没有改变此复合物的孔结构。此外，这两者界面粘结性较好，使此复合物的力学性能得到改善。
总之，不仅可以引入所需的孔结构。还可以改善炭气凝胶的物理性质。综上，复合法是一种简便快速、卓有成效的炭气凝胶结构改性方法。
（4） 浸渍法
浸渍法是一种工艺相对简单，适用范围较广的负载金属或金属氧化物的方法。通常情况下，浸渍法负载金属容易使金属团聚而不能呈现出较好的分散。但是，有些金属通过浸渍法负载仍能在炭网络结构中，呈现出较好的分散。而且，负载法负载的金属更多的集中在炭气凝胶表面，这对炭气凝胶作为催化剂载体具有积极的意义。
1.4 炭气凝胶的研究目的及意义
炭气凝胶因其独特结构和性质可能在很多领域有新的应用价值。在导电及电池、航天领域、汽车燃料、化工及建筑绝热等领域还用很大的发展潜力，特别是汽车燃油脱硫领域，其对拓展炭气凝胶应用领域和降低环境污染都有着非同凡响的意义所在。
虽然经过近十年的研究开发有机气凝胶和炭气凝胶，但与无机气凝胶相比，还处于研究起步阶段，有许多规律和应用需要进一步研究和开拓。尤其是炭气凝胶与众多的高新技术相联系，我们认为其研究必将有利于高新技术的发展。
目前我们已经能较为熟练地制备炭气凝胶，但还是在许多方面存在不足和挑战：
（1） 人们在气凝胶的制备研究上已经有了很大的进展，然而在炭气凝胶的研究上投入时间和精力相对较少，为了使新性能得以显示，科研人员必须广泛关注起来，所以还需进一步开发和研究。
（2） 目前在有关炭气凝胶制备及性能研究方面依旧存在很多的空白和不足，所以研究人员还需不断开拓，这一块研究项目还有着一定的科研创新空间，且制备理论体系相对完备，有利于我们利用现有的制备技术在自己能力范围中加以研究和制备。
本课题在总结现有文献及前期实验探索的的基础上，来实现实验室制备炭气凝胶，并制得具有较大比表面积、较大空隙率、低密度的炭气凝胶。同时对这种材料进行一些改性，其在燃油脱硫方面预计会有比较好的效果。所以，这个课题在一定程度上具有创新发展性。
1.5 研究内容
研究内容是：通过制备炭气凝胶并观察其表征。
主要研究思路是：由间苯二酚—甲醛和催化剂为无水Na2CO3制备而得的气凝胶经超临界干燥、炭化后形成最终的炭气凝胶，并对其表征进行研究和分析。
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