电化学氧化后碳纤维的表面性质

研究了粘胶基碳纤维在不同电解质中经过电化学氧化后的润湿性能和BET比表面,并用XPS分析了电化学氧化前后碳纤维的表面基团。实验结果表明,电化学氧化可以明显增加碳纤维的润湿性能和比表面积。XPS的分析结果表明,经过不同电解质电化学氧化后碳纤维表面含氧基团的增加,尤其是强亲水性羧基的增加是碳纤维表面润湿性能提高的主要原因。     

碳纤维表面氧化的研究

采用浓硝酸作为氧化剂氧化碳纤维,研究碳纤维表面含氧基因（包括羧基,羟基和酸性基团）与氧化时间和氧化温度的关系,并用扫描电镜和傅立叶红外光谱对碳纤维的表面含氧基团进行表征,结果发现,随着氧化时间的延长和氧化温度的升高,碳纤维表面的含氧基团均增加,当用热空气氧化时,碳纤维表面的酸性基团随温度的升高有所增加,但温度超过３５０℃时,碳纤维表面的羧基反应减少。     

不同石墨化程度碳纤维表面电化学氧化特征研究

对不同石墨化程度的碳纤维进行表面电化学氧化处理,利用XPS、Raman和XRD研究了其表面氧化的特征和规律性以及碳纤维表面结构变化对碳纤维电化学氧化行为的影响,利用层间剪切测试（ILSS）分析了不同石墨化程度碳纤维复合材料的界面性能。结果表明：碳纤维经电化学氧化后,表面O、C原子个数比有增大的趋势,随碳纤维石墨化程度的提高,其增大的幅度越来越小;相同电流密度下,随石墨化程度的提高,碳纤维表面对电化学氧化的反应性减弱;不同石墨化程度的碳纤维经电化学氧化后,表面化学官能团以及ILSS的变化趋势均不同。不同石墨化程度碳纤维表面碳结构状态的不同是造成这些变化的根本原因。     

碳纤维的电化学表面改性及其表面结构演变

采用电化学氧化法对聚丙烯腈(PAN)基碳纤维进行表面改性,联用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS),表征了碳纤维表面物理化学结构。结合力学性能分析,评价了碳酸氢铵、氯化铵和硫酸铵三种电解质的改性效果,解释了碳纤维表面薄弱层产生的原因,分析了电化学改性碳纤维表面的机理。结果表明,在电化学改性过程中,碳纤维表面活性氧含量呈现梯形变化趋势,最高增幅达87.8%,而活性氮含量则不断增加直到饱和,可达到2倍增幅;相对于羧基等含氧基团,碳纤维复合材料(CFRP)层间剪切强度(ILSS)对胺基等含氮官能团更加敏感;当电解质中存在二价阴离子时,有利于减小碳纤维抗张强度的损失,甚至使其得到提高。     

射频冷等离子体处理碳纤维对其表面基团的影响与分析

作者采用经典化学分析法、x射线光电子能谱分析法,研究了碳纤维经氧冷等离子体处理前后表面酸性基团的变化。化学分析结果表明,碳纤维表面酸性基团增加了3.4倍;x射线光电子能谱分析结果表明,碳纤维表面O/C原子比提高1倍,冷等离子体处理条件如处理时间、气体流量、压力及输出功率等对碳纤维表面酸性基团的变化有重大的影响。根据分析结果,还探讨了氧冷等离子体氧化碳纤维表面的反应机理及其表面化学结构的变化规律。作者认为,碳纤维表面处理所产生的酸性基团,是提高碳纤维增强树脂复合材料的层间剪切强度的一个重要因素。     

碳纤维在不同电解质溶液中的电化学特性

研究了碳纤维在无机酸及其相应盐溶液中的循环伏安特性.结果表明,碳纤维在酸性溶液中呈现出最大的双电层充电电流,在碱性溶液中的双电层充电电流较中性溶液中小.碳纤维在酸性溶液中经过电化学氧化可以形成比在碱性和中性溶液中多的表面氧化产物.     

粘胶基碳布电化学氧化表面处理的研究

本文用电化学氧化方法对粘胶基碳布进行表面处理。采用电位滴定法分析测定了氧化处理前后碳纤维表面酸性官能团含量的变化,用水滴铺展方法分析了处理前后碳布润湿性能的变化情况,探讨了酸性官能团含量、织物强力与复合材料层间剪切强度的关系,找出了以Ｈ３ＰＯ４为电解质的最佳电化学氧化表面处理工艺。     

电化学处理程度对碳纤维结构及性能的影响

采用质量分数为5%NH4HCO3溶液对聚丙烯腈(PAN)基碳纤维进行不同程度的电化学处理。采用X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)表征电化学处理前后碳纤维表面化学成分和表面微观结构的变化规律。将碳纤维样品与环氧树脂制成复合材料,探究该复合材料的层间剪切强度(ILSS)。研究结果表明:经过3组电化学处理后,碳纤维表面含氧官能团增多、表面有序度下降、复合材料的ILSS提高1.94倍;继续经过3组电化学处理,碳纤维表面含氧官能团下降、表面有序度回升、复合材料的ILSS提高1.53倍;纤维表面含氧官能团含量越多,纤维的结构破坏程度越低,碳纤维/环氧树脂复合材料的ILSS越高。在大规模电化学处理碳纤维过程中,选择3组电化学处理碳纤维,既能大幅度改善碳纤维表面活性,又不会严重影响碳纤维的表面结构。     

氟塑粘活性炭电极的动电位探讨

本文用三角波动电位扫描法对活性炭表面电化学性质进行了探讨.测得活性炭表面基团的浓度为3.4×1~(-7)(moles/em~2),表面基团数为1.08×1~(20),接近文献值.确定表面电活性基团的氧化与还原都是不可逆的.证实H_2O_2产生于O_2与氢醌基的相互作用,结果还支持醌-氢醌活性基团浓度比决定碳电极电位的假设.     

聚苯胺包覆短碳纤维的机理及分散稳定性

采用硝酸氧化法和聚苯胺原位聚合包覆法对短碳纤维(SCF)进行表面处理,以期改善SCF在涂料中的分散稳定性和物理机械性能.利用XPS、SEM、紫外可见分光光度计、四探针法和同轴法兰装置等,考察了氧化SCF表面的活性官能团和聚苯胺在氧化SCF表面的包覆机理,以及包覆改性后SCF的微观结构、分散性能.结果表明:硝酸氧化法提高了SCF表面的含氧基团,聚苯胺是以化学健的方式包覆在SCF的表面;氧化处理结合聚苯胺包覆处理提高了SCF在涂料中的分散稳定性;相对于未经表面处理的SCF体系,涂层的表面方块电阻从17.1Ω降为5.3Ω.     

表面含氧官能团对活性炭电化学性能的影响

采用浓硝酸对椰壳活性炭和各壳活性炭进行液相氧化改性后，制成了以KOH为电解液的超级电容器的炭电极，研究表面含氧官能团在碱性电解液中对电容器电极的电化学性能的影响．运用低温N2吸附、XPS和FTIR表征活性炭孔结构和表面性质．研究结果表明，氧化后活性炭的比表面积和孔容降低，表面含氧量增大．且经硝酸氧化后炭表面的含氧官能团含量发生了变化，即在内酯基的含量减少的同时，羟基、羰基和菝基的含量增加，其中羟基含量的增幅最大．在50mA／g电流密度下经过100次充放电循环，氧化后的椰壳活性炭和杏壳活性炭质量比电容分别达到193 F/g和150F／g，均比氧化前提高了30％以上．由XPS的分析结果判断，羟基对电极比电容提高的贡献最大．同时，在大电流充放电时，氧化后炭电极的比电容的衰减率明显低于氧化前．     

Al阳极氧化及涂膜后处理的微观组织及性能研究

为了提高铝的硬度及耐蚀性能,利用硫酸阳极氧化法对铝板材进行表面处理。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计和滴碱试验等对获得的氧化膜进行观察和性能分析。结果表明,铝硫酸阳极氧化膜具有多孔性,氧化膜主要以非晶态的形式存在,膜厚度处于5～19μm。随着阳极氧化时槽电压、电流密度和氧化时间的增加,氧化膜的厚度、耐蚀性和硬度增加;提高电解液温度和浓度,氧化膜的硬度、耐蚀性和厚度则下降。对氧膜化进行PTFE涂膜后处理能有效地改善氧化膜的多孔结构。     

钛金属表面微弧氧化电击穿行为的研究

本文研究了钛金属在不同电解质溶液中微弧氧化时,电极的表面电击穿行为。通过分析数据,研究得到了微弧氧化时电极表面的电压和击穿电压与时间,溶液浓度及施加电流密度的关系。主要研究结果是微弧氧化过程中电极电压随时间的呈现不规则的锯齿型变化;在两种电解质溶液中,电压曲线的位置随着溶液浓度的增加不断下降。陶瓷膜表面的击穿电压随着电解质溶液浓度的增加呈指数规律衰减,其代数关系式为VB=aExp(-C)+b（其中VB是击穿电压,C是电解质浓度,a与b是电解质成分和金属类别相关的常数）;在电解质溶液浓度一定时,击穿电压与微弧氧化时施加的电流密度值大小没有明显关系。     

聚氨基丙酸化学修饰电极的制备及其对抗坏血酸的电催化氧化研究

采用电化学聚合法研制了聚氨基丙酸修饰玻碳电极,该电极对抗坏血酸（AA）有良好的电催化氧化作用,AA在修饰电极上的氧化电位较空白裸电极负移450mV。在实验条件下,以线扫伏安法研究了修饰电极测定AA的线性范围为2×10-3～1×10-2mol／L。该电极具有较好的稳定性和重现性。     

氧化锌-聚丙烯酰胺复合水凝胶的循环伏安特性

运用溶液聚合法和沉淀法制备出氧化锌-聚丙烯酰胺复合水凝胶。对复合水凝胶进行X射线衍射分析,红外光谱分析,从而确定复合水凝胶中的成分为氧化锌和聚丙烯酰胺;通过研究复合水凝胶修饰玻碳电极的电化学行为,发现修饰电极对于氯化亚铁电解液具有较好的循环伏安响应;测试不同浓度氯化亚铁的循环伏安曲线,发现随着溶液浓度的增加,修饰电极对于氯化亚铁电解液的电化学响应加强;测试不同扫描速率下的循环伏安曲线,发现随着扫描速率的增加,还原峰电流与氧化峰电流都在增大,而且氧化峰与还原峰之间电位差增大;修饰电极对于其他不同的电解液进行测试,获得不同的循环伏安曲线。     

谷氨酸阴离子和晶种对晶体成核与生长的影响

研究了谷氨酸阴离子（Ｇ－）和晶种对其晶体二次成核与生长的影响．结果表明成核速率随晶种粒度和晶种量减少而减少；在高过饱和度时Ｇ－对成核有促进作用，而在低过饱和度时则有抑制作用；晶体生长速率随粒度减小而增大；Ｇ－对晶体生长有抑制作用；结晶时使用粒度小的晶种可得到粒度分布较均匀的晶体．     

代森铵对重金属铅镉在三峡库区消落带土壤中吸附-解吸的影响

为掌握农药代森铵存在时,三峡库区消落带土壤吸附-解吸铅镉离子的行为,采用振荡平衡法,研究了代森类农药种类、代森铵浓度、重金属离子浓度、电解质离子强度的影响.结果表明:常见代森类农药能提高土壤铅离子的吸附量,增强吸附顺序是代森锰锌>代森铵>代森锌; 农药种类能减少土壤对镉离子的吸附量,抑制吸附顺序是代森锌>代森铵>代森锰锌; 代森类农药能促进土壤解吸铅镉离子.土壤对铅离子的吸附量随代森铵浓度增加呈现先增加后减少,土壤对镉离子的吸附量随代森铵浓度增加而有所增加; 土壤对铅离子的解吸量随着代森铵浓度增加而降低,镉离子的解吸量反而增加.代森铵存在时,土壤对铅镉离子的吸附量和解吸量随铅镉离子浓度的增加而增加; 土壤对铅离子的吸附量随着电解质离子强度增加而降低,土壤对镉离子的吸附量正好相反,增加电解质离子强度,土壤对铅镉离子的解吸量逐渐增加.     

浅谈电解液对阴极铜质量的影响

针对某厂高镍、氧含量的阳极电解生产过程中出现的阳极易钝化、槽电压高、阴极铜表面结晶质量差等系列问题,探讨分析原因,认为是电解液的成分及其相关的物理参数直接影响阴极铜的表面质量,并提出几点生产工艺调整建议：适当降低硫酸浓度、铜离子浓度和电流密度;提高进液温度、改进进液方式,并加大电解液净化量;在火法精炼氧化还原操作时,氧的质量分数控制在0.1%以下.实践表明,按照建议调整工艺参数后,工艺指标正常,阴极铜质量达标.     

丙二酸溶液中的铝阳极氧化研究

在丙二酸电解液中进行了铝阳极氧化,并采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）及显微硬度仪对氧化膜的构型、物质结构、耐酸性、显微硬度等进行了表征。结果表明,丙二酸电解液的黏度随浓度的升高而增大,电解液黏度较大时,氧化膜的生长速率会明显降低;电流密度较大、氧化时间较长时能显著提高氧化膜构型的规整度;氧化膜膜厚的增长速率呈现出先增大后降低的规律;在相同的氧化条件下,电解液浓度较大时,得到的氧化膜的厚度也较大。在800℃以上对丙二酸氧化膜加热,原来无定型的氧化铝会结晶生成γ-Al₂O₃;氧化膜结晶后其耐酸性会显著提高。丙二酸电解液的浓度对氧化膜的显微硬度没有显著影响,氧化膜硬度对膜厚的依赖存在一个极限值,约为27μm。     

基于电解法的模拟船舶柴油机废气脱硝实验研究

采用离子膜电解槽电解NaCl溶液,研究制备阳极酸性氧化溶液及其对模拟烟气中NO的脱除效果。分别研究了电流密度、电解时间、Na Cl浓度等因素对阳极酸性氧化溶液理化性能(TOS浓度、pH)的影响。结果表明:随着电流密度、电解时间、NaCl浓度的增加,阳极酸性氧化溶液中TOS浓度近乎呈线性增加。但随着电解时间增加,pH却迅速降低,并趋于稳定(1.5~2)。随着阳极酸性氧化溶液中TOS浓度的增加,NO脱除率明显提高;当TOS浓度为700 mg·L~(-1)时,NO脱除率达到50.4%。随着阳极氧化溶液初始pH的降低,NO脱除率明显增加,当pH为6时,NO脱除率为38%。