蔬菜藤蔓衍生制备高性能锂离子电池硬碳负极材料

以葫芦科丝瓜藤蔓为前驱体,通过高温热解碳化制备具有多级孔结构的硬碳材料;采用扫描电子显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜和氮气吸附-脱附等方法,对制备的硬碳材料进行形貌和结构分析;采用循环伏安和恒流充放电等测试方法,对制备的硬碳材料的储锂电化学性能进行分析.结果表明:丝瓜藤蔓衍生的硬碳材料富含微孔、介孔多级孔结构,在一定...     

天然生物前驱体制备微孔／介孔复合多级孔碳材料及其电化学性能的研究

海藻是天然的新型生物碳源,简单而且对环境友好．以各种不同的海藻为前驱体,通过冷冻、干燥和高温碳化制备了的微孔／介孔复合多级孔碳材料．得到的多孔碳材料的比表面积为690m2／g．作为电容器的电极材料,在6mol／LKOH溶液中容量达到150F／g．经ZnCl2活化处理后,电容量高到194F／g．     

基于天然橡胶高温热解制备钠离子电池硬碳负极材料

以天然橡胶为原材料制备硬碳材料,并探究其作为钠离子电池负极材料的性能.通过高温煅烧的方式,将天然橡胶在不同温度下煅烧制得硬碳材料.对不同温度下的硬碳材料进行结构表征,并测试其作为钠离子电池负极材料性能.通过结构参数和电化学性能对比,优化出制备硬碳材料的最佳煅烧温度.     

玉米面衍生的三维孔碳电极材料的绿色合成与超级电容器性能

为了获得性能优异的超级电容器电极材料,选择廉价的玉米面作为碳前驱体,利用简单的硬模板方法,以容易水洗去除的碳酸钠为大孔模板、氢氧化钾为活化试剂,制备了兼具大孔、介孔和微孔的三维分级孔碳材料.分别采用扫描电镜、氮气吸附脱附、恒流充放电、循环伏安及交流阻抗等测试方法,对材料的形貌、孔结构和电化学储能性能进行表征.结果表明:所得孔碳材料具有良好的分级孔结构特点,其比表面积高达1 365.2 m2/g.电流密度为0.5 A/g时,比电容高达245 F/g;电流密度为20 A/g时,电容量保持率为93.5%.在5 A/g的电流密度下,循环10 000圈后,电容量仍能保持在97.3%.组装所得对称超级电容器的能量密度和功率密度分别达到29.2 W·h/kg和500.6 W/kg,说明该孔碳材料在超级电容器方面具有很好的应用前景,合成方法成本低、绿色环保,预计能够在大规模制备三维孔碳基纳米材料方面得到广泛应用.     

湿氧化法清除介孔材料中的有机模板剂

介孔材料的合成通常以表面活性剂自组装体为有机模板剂,并以高温焙烧法除去形成介孔结构中的有机模板.提出了一种全新的湿氧化去除介孔二氧化硅材料中的有机模板剂的方法,即以食人鱼溶液(3H_2SO_4-H_2O_2)处理含模板剂的MCM-41和SBA-15 2种典型的介孔材料,并对比研究了高温焙烧法和湿氧化法脱除有机模板剂的效果.通过XRD、FT-IR、N_2吸脱附、SEM、TG等手段对脱除模板剂前后的介孔材料进行表征.结果表明:食人鱼溶液可有效脱除介孔材料中的有机模板剂,且能很好地保留介孔结构;相比于高温焙烧后的样品,湿氧化法脱除模板剂后的样品具有更大的比表面积和更丰富的硅羟基,并克服了高温焙烧脱除模板剂造成的骨架收缩.     

有序介孔碳负载纳米CuOx强化吸附2,4-二氯苯酚

采用水热合成、高温炭化工艺制得酚醛树脂基有序介孔碳(OMC),通过Cu(NO₃)₂溶液浸渍、中低温煅烧制备OMC负载纳米CuO_x(CuO_x@OMC)材料。使用透射电子显微镜(TEM)、X线衍射仪(XRD)和N₂吸附-脱附法等对材料的形貌和结构进行表征,考察CuO_x@OMC材料对2,4-二氯苯酚的吸附性能。结果表明：CuO_x@OMC具有较好的有序介孔结构,在3.20和17.40 nm附近各有一个孔径分布峰,10.0～20.0 nm粒径的CuO_x较均匀地分散在OMC表面。CuO_x@OMC对2,4-二氯苯酚的吸附过程更符合Langmuir等温吸附方程和准一级动力学方程,对2,4-二氯苯酚的吸附性能明显高于OMC和CuO_x,且吸附后容易脱附再生,体现出较好的循环使用效果。     

新型超高性能混凝土的抗压性能及其砂浆体的孔结构分析

采用超细水泥制备了新型超高性能混凝土,试验研究了材料在不同养护条件下的抗压性能,并采用压汞法分析了其砂浆体的孔结构.试验结果表明,高温养护下材料的抗压强度比常温养护明显提高;SC-RPC砂浆体在孔径小于50 nm区间内,孔容积越小,对应的SC-RPC立方体试块抗压强度越高;孔体积测试结果偏离实际情况可能由样品制备时冲击力下产生的裂缝导致;高温养护的SC-RPC砂浆体试样的总孔比表面积明显低于常温养护的试样.     

用于PEMFC的介孔碳担载铂氧化钨电催化剂的制备与表征

利用介孔碳作为载体,制备介孔碳担载Pt-WO3复合催化剂应用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)电极.以苯为碳源,采用气相沉积法复制介孔SiO2 Al-SBA-15模板结构合成石墨化介孔碳Cg,采用浸渍法制备无定形介孔碳CMK-3.通过分步沉积,将Pt和WO3担载到介孔碳载体上,采用比表面分析(BET)、X线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、循环伏安法以及单电池极化性能测试对介孔碳担载的复合催化剂进行表征.结果表明:介孔碳作为催化剂载体,其孔道结构有助于催化剂的均匀分散,从而提高催化剂的电催化剂活性.由于石墨化介孔碳的导电性能高于无定形介孔碳,因此Pt-WO3/Cg比Pt-WO3/CMK-3具有更好的电极催化活性.     

三维大孔氮化碳材料的制备及其血液相容性

以粒径640 nm的单分散二氧化硅胶体晶体为模板,由四氯化碳和乙二胺回流加热制备出氮化碳的前驱物;将其填入模板的缝隙中,在氮气中热处理,形成氮化碳/二氧化硅的复合物;用氢氟酸除去二氧化硅模板,制备出三维大孔氮化碳材料. 通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射 (XRD)、选区电子衍射(SAED)、元素分析、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS),对其形貌结构、元素组成、键合状态进行了形貌和结构的表征. 采用部分凝血活酶时间(APTT)、凝血酶原时间(PT)和凝血酶时间(TT)对其体外抗凝血活性作了初步的评价,发现制备的大孔氮化碳对血液不会造成促凝,说明其可能成为一种新的血液相容性材料.     

介孔二氧化铈材料的合成与表征

采用聚合物P123为模板剂、正硅酸乙酯为硅源水热成功合成了具有介孔、二维六角结构的SBA-15,并以SBA-15为硬模板、蔗糖为碳源合成了具有有序介孔结构的CMK-3碳材料.将CMK-3浸渍于硝酸亚铈溶液中,经过干燥、焙烧,制备出了具有二维六角结构的二氧化铈材料.利用N2物理吸附、X光粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对所得材料进行了物化性质测试与结构表征.结果表明,合成的二氧化铈具有面心立方结构,呈现IV型吸-脱附等温线及H3型滞后环,孔径分布均一,平均孔径3.3 nm,其比表面积达104.2 m2/g.     

CO2活化温度对碳气凝胶超级电容器性能的影响

通过改变间苯二酚、甲醛和碳酸钠的配比,实现对碳气凝胶材料孔结构的控制.通过改变CO_2活化的温度,研究活化温度对碳气凝胶孔结构和电化学性能的影响.利用氮气吸脱附实验(BET)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的孔结构和表面形貌进行表征分析,运用循环伏安法(CV)、恒流充放电等技术对材料的电化学性能进行测定.结果表明:提高CO_2活化温度有利于改善材料的结构和性能,当CO_2活化的最高温度为1 000℃时,碳气凝胶具有最高比表面积(2 201m~2/g);在6mol/L的KOH溶液中,当电流密度为1A/g时,相应的比电容可达190F/g.     

导电高分子聚苯胺碳化材料的电化学性能

采用具有一维线状结构的导电高分子聚苯胺为原料进行高温处理，制备成导电碳材料，并将其做为二次锂电池的工作电极，组装成电池，进行电化学测试，结果表明：此方法制备的硕材料具有较高的充放电容量和较好的以放电可逆性。     

复合添加炭黑对低碳铝碳材料显微结构与性能的影响

以板状刚玉颗粒、活性氧化铝微粉、Si粉为主要原料,以N220或N990炭黑为碳源,以热固性酚醛树脂为结合剂,在埋炭条件下制备低碳铝碳材料,研究添加不同炭黑对所制得试样显微结构、抗折强度及热震稳定性的影响。结果表明,添加N220炭黑有利于促进材料的致密化和有效发挥纳米炭黑粒子对热应力的吸收作用,降低热冲击对材料结构的破坏,而添加N990炭黑有助于改善铝碳材料的孔结构,有利于试样在高温下形成长径比更大的碳化硅晶须,从而提高材料的力学性能;复合添加N220、N990炭黑能提高低碳铝碳材料试样的强度和抗热震性。材料热震后的抗折强度为7.44 MPa、残余强度保持率为53%~62%。     

激发剂含量及养护温度对偏高岭土基地聚物孔溶液pH的影响

【目的】长期暴露在大气中的地聚物会因碳化导致孔溶液pH下降,进而引起结构钢筋锈蚀。需要对地质聚合反应后体系的孔溶液pH进行分析。【方法】本文采用常温和高温两种养护方式,测试不同激发剂含量下偏高岭土基地聚物孔溶液的pH,通过反应程度测试、压汞测试(mercury intrusion porosimetry,MIP)、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)测试来探究其中的相关性,分析激发剂含量及养护温度对地聚物孔溶液pH的影响。【结果】地聚物孔溶液pH和水化反应相关,养护早期,反应消耗OH-离子导致孔溶液pH持续下降,随着养护时间延长,反应减缓,孔溶液pH趋于稳定。反应程度和微观结构测试表明,提高激发剂含量,能促进地聚物原材料的溶解和聚合反应,使地聚物微观结构得到改善,但会降低反应后孔溶液的pH。【结论】采用高温条件养护有利于地聚物的早期固化,加速原材料在碱性激发剂中的溶解,但会进一步消耗体系中的OH-离子,降低了孔溶液的pH。     

喷雾干燥-碳热还原法制备介孔球形LiFePO4/C正极材料

以聚乙二醇(PEG)为辅助模板剂和碳源,以廉价的三价铁为铁源,采用喷雾干燥-碳热还原法制备了LiFePO4/C正极材料,并对该材料的微观结构及PEG添加量、焙烧温度等对材料结构和性能的影响进行了表征和研究.结果表明:制得的LiFePO4/C材料呈介孔结构,具有漂亮的差级球状形貌、高的比表面积和容量、优异的循环性;PEG...     

立体碳包覆钛掺杂LiFePO_4的制备及高低温性能研究

以高价的Ti 4+为掺杂离子、聚乙烯醇(PVA)为碳源,通过高温固相法制备了原位立体碳包覆的LiFe0.96Ti0.02PO4/C正极材料.采用XRD,SEM,TEM及EDS对材料的微观结构进行了表征,通过循环伏安、交流阻抗以及恒流充放电实验测试材料的电化学性能.结果表明,PVA的热解碳导电优良且最易于实现原位立体包覆LiFePO4,经过原位立体碳包覆和钛掺杂综合改性后,活性材料在不降低原有高温结构稳定性的前提下,具备了更优良的低温电化学性能和倍率性能:于0℃时0.1C和30℃时5C的放电比容量分别为128.7mAh/g和97.4mAh/g.     

多孔含氮碳材料的制备与表征

采用三聚氰胺、甲醇和甲醛合成三聚氰胺树脂,用KOH对其进行活化,通过高温煅烧,制得含氮碳材料.对产品进行红外光谱,扫描电镜,全自动气体吸附分析表征.红外光谱结果表明,碳材料中有N—H键、C—N键或C—N—C键存在.扫描电镜表明,在未加入活性剂时,产品表面光滑平整;随着活性剂的加入,含氮碳材料的表面出现蓬松现象,同时出现多孔结构.全自动气体吸附分析表明,W-1-800材料比表面积为1 035 m~2·g~(-1),孔容积0.394 1 cm~3·g~(-1),平均孔径为4.214 3 nm,孔结构丰富.     

模板剂对介孔碳孔道结构及有序性的影响

分别以三嵌段聚合物F127、P123以及P123/F127作为模板剂,酚醛树脂为有机碳源,采用溶剂挥发自组装法制备有序介孔碳材料。采用XRD,TEM和N2吸/脱附等手段对有序介孔碳进行表征,研究F127、P123及P123/F127复合模板剂对介孔碳孔道结构及有序性的影响。结果表明,使用单一模板剂时,F127较P123更易产生有序六方介孔结构;使用P123/F127复合模板剂,介孔碳有较好的二维六方有序性,介孔孔容和比表面积较单独使用F127作模板分别提高了50%与31%;当m(P123)/m(F127)=1/3时,所得介孔碳BET比表面积为498.5 m2/g,介孔孔容和比表面积分别为0.173 cm3/g和167m2/g,平均孔径为3.41 nm。     

高能球磨法制备纳米洋葱碳

纳米洋葱碳因具有高的比表面积、中孔结构发达、高导电性和电化学稳定性等特殊的物理及化学性能,使之在纳米机械、军工、新能源、电子元器件电极材料、导电添加剂、结构及功能性复合材料等领域具有重要的应用前景.试验采用高能球磨与热处理相结合的工艺,利用高能球磨在石墨中引入大量应变、缺陷形成纳米级结构,从而为低成本批量化制备纳米洋葱碳提供依据.     

硝酸酸化处理对MCMB碳材料性能的影响

根据现有制造高密度高强度碳材料的工艺流程,以硝酸酸化处理中间相碳微球,并用酸化处理过的微粉制备高密度高强度碳材料,对样品进行性能测试。实验表明,以硝酸溶液对中间相颗粒酸化后能提高样品的肖氏硬度和抗压强度。当硝酸酸化处理溶液浓度为3mol/L时,可制备出密度1.72g/cm3、抗压强度104.9MPa和肖氏硬度82.6的高密度碳材料。