晶质石墨活化提纯锂离子电池负极材料机理研究

研究了一种新的石墨提纯方法:先焙烧石墨,然后用NaOH,H_2SO_4和HCl处理,并确定了最佳工艺条件.结果表明,这种方法可以使固定碳质量分数为95.12%的晶质石墨提纯到99.76%.     

溶剂热法制备十二胺改性的氧化石墨及其表征

为了改善氧化石墨的亲油性,获得能够在有机溶剂甲苯中稳定分散的氧化石墨,以改进的Hummers法制备的氧化石墨胶体为前躯体,通过溶剂热法,在不同的反应条件下用十二胺对氧化石墨进行改性,制备了疏水的功能化氧化石墨.采用X射线衍射、紫外-可见分光光度计、红外光谱、拉曼和接触角测试对所得产物进行表征,考察了反应条件对产物结构及疏水性的影响.结果表明:经十二胺处理后氧化石墨的—COOH能与十二胺中的胺基发生反应,生成酰胺基团;在120℃,3h溶剂热条件下经过十二胺处理后的氧化石墨表现出了较好的疏水性,能均匀分散在甲苯中,真空抽滤获得的氧化石墨薄膜接触角由未处理前的16.9°提高到101.7°.     

循环流化床燃烧产物固硫灰的细度对水泥性能的影响

为探讨磨细处理改善固硫灰水泥胶砂物理力学性能和膨胀性能的可行性,利用实验室气流磨对流化床固硫灰进行了磨细处理,研究了细度对固硫灰水泥凝结时间、胶砂强度和线性膨胀率影响.试验结果表明:经磨细处理后固硫灰水泥净浆标准稠度需水量降低,但初凝时间提前;细度对固硫灰水泥胶砂前期强度影响很大,掺加30%中位径为15 μm的原灰时28 d水泥胶砂抗压强度只有纯水泥对比样的47%,而掺加30%中位径为3 μm的磨细灰时水泥胶砂28 d抗压强度可以达到纯水泥对比样的85%以上,但在90 d时掺加固硫灰的水泥胶砂抗压强度均可达到对比样的82%以上.磨细处理能降低固硫灰水泥净浆的总膨胀能,并能将膨胀能提前释放.结果证明磨细处理是利用固硫灰的重要手段.     

GO/TiO_2复合物的制备、表征及其光催化性能研究

以Ti(OC4H9)4为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了复合氧化石墨(Graphite oxide,GO)二氧化钛粉体(GO/Ti O2),且利用X射线衍射分析(XRD)、比表面积测定(BET)及透射电镜(TEM)等仪器对其进行了初步表征.以罗丹明B(RhB)的光催化实验为探针反应,研究其光催化活性,发现与单纯Ti O2相比,复合纳米粉末的光催化活性有显著的提高.通过粉体的分子荧光光谱(PL)、紫外可见漫反射分析(UV-vis reflection)及电化学性能的测定,发现石墨的引入有助于减少电子的复合效率.同时,采用辣根过氧化物酶(POD)分光光度法、苯甲酸荧光光度法、超氧化物岐化酶(SOD)和KI分光光度法测定降解过程中的氧化物种,结果表明GO/Ti O2光催化机理涉及到超氧自由基的氧化机理,并未涉及催化剂的空穴氧化.     

氯化残渣对水泥砂浆基本性能的影响

以氯化残渣作水泥矿物混合材,采用等量替代法,研究氯化残渣的研磨时间、掺量对氯化残渣-水泥砂浆工作性能以及力学性能的影响.试验结果表明,原状氯化残渣活性较低、性能较差,加入到水泥砂浆中会使其工作、力学性能有不同程度的降低;研磨0.5 h,低掺量下的氯化残渣对水泥砂浆的流动度影响不显著,掺量为10%,其流动度为19.6 cm,接近纯水泥砂浆,当掺量达到20%时,砂浆流动度则降低至17.1 cm;相同掺量下,研磨0.5 h与1 h的氯化残渣对水泥砂浆流动度的改善效果几乎相同;随着掺量的变化,水泥砂浆流动度都在20~22 cm小范围内变化.相对于原状氯化残渣,氯化残渣的研磨时间对水泥砂浆的力学性能影响显著,当固定掺量为10%时,与掺原状氯化残渣的水泥砂浆相比,掺研磨时间为0.5 h的氯化残渣-水泥砂浆的抗压强度提高了10%;随着氯化残渣掺量的变化,研磨0.5 h与研磨1 h的氯化残渣对水泥砂浆的力学性能影响几乎相同,在0~20%的掺量下,氯化残渣不会降低水泥砂浆的力学性能,其中掺量为10%时氯化残渣-水泥砂浆力学性能最接近纯水泥砂浆;原状氯化残渣的掺入降低了水泥砂浆的抗折强度,氯化残渣研磨0.5 h后掺10%到水泥砂浆中,有助于提高砂浆的抗折强度,研磨后的氯化残渣掺量在0~30%不会对水泥砂浆的抗折强度产生不良影响.     

高石墨铜基复合自润滑材料的组织结构与性能

以Cu-Ni粉末为基体,添加定量的W,SiC,Y2O3和MoS2相,以粉末冶金方法制备石墨质量分数分别为3%,3.5%,4%,4.5%和5%的高石墨含量铜基复合自润滑材料.利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、共聚焦成像仪和摩擦试验机对样品的组织结构和性能进行分析.结果表明:材料的最佳烧结温度为910℃,烧结时间为4 h;材料的组织由铜的α固溶体,Cu0.8Ni0.19,WMoS2,SiC和石墨等组成.力学性能随着石墨含量的增加而降低,但自润滑效果比较好.在保证材料基体具有高力学性能的基础上,提高材料中固体润滑相的含量,是制备高耐磨自润滑材料的关键因素.     

基于分形的多孔介质复合相变材料的储热特性

本文利用膨胀石墨和纳米颗粒来强化相变储热系统的传热性能。在膨胀石墨基体中填充含纳米颗粒的相变材料,用焓-孔隙度法模拟材料的相变过程。针对不规则的膨胀石墨孔隙结构,用三维W-M分形函数修正膨胀石墨孔隙率波动,以研究不同的孔隙率和有效导热系数比对固态显热蓄热阶段相变材料熔融速率的影响。在液态显热蓄热阶段时探讨膨胀石墨孔隙率以及纳米颗粒体积分数对相变储热系统中对流传热的影响。研究结果表明,分形分布的孔隙结构能有效地抑制纳米颗粒的自由运动从而降低了纳米颗粒的局部团聚的可能性,所以利用三维W-M分形函数修正的膨胀石墨比采用平均孔隙率能更好地模拟相变材料的熔融速率。在固态显热蓄热阶段,膨胀石墨孔隙率为0.8的相变材料熔融速率比孔隙率为0.85和0.9显著增加,另外,膨胀石墨与纳米颗粒-相变材料的有效导热系数比为100的熔融速率也明显比有效导热系数比为80和60的快。当相变材料处于液态显热蓄热阶段时,其在膨胀石墨孔隙中产生对流,对流传热速率随着膨胀石墨的孔隙率增大而增大,纳米颗粒体积分数的增加也会提高对流传热速率。     

大粒径氧化石墨及石墨烯的制备与表征

以0.10、0.15、0.18、0.30 mm 4种不同粒径的石墨为原料,采用密闭氧化、氨-水合胼还原法,经过2个控温阶段制备了10~20 μm大粒径氧化石墨(GO)与石墨烯,并通过正交实验、单因素实验优化了制备条件. 测定了GO与石墨烯的傅里叶红外光谱、拉曼光谱及热稳定性.用扫描电镜、X线衍射光谱、原子力显微镜测试了产品的结构与石墨烯片层厚度. 实验结果表明:石墨粒径越小,片层剥离程度越高, GO的产率、热稳定性也均有提高. 石墨烯在800 ℃下残炭率高于80%,剥离层厚度约为1 nm. 本实验研究为制备大粒径GO与石墨烯提供了一种可行的实验方法.     

有限元-边界元耦合法在二维电磁场数值计算中的应用及优化措施

在二维电磁场数值分析中,有限元-边界元耦合法将有限元法与边界元法结合,可以同时发挥两种方法的优势．笔者在介绍有限元-边界元耦合法原理与算法的基础上,分别研究子域逼近有限元法、Mortar元法和并行计算与有限元-边界元耦合法结合使用分别为关心区域相对整体区域尺寸较小、求解区域中包含运动导体和大规模高自由度电磁问题的数值计算提供优化途径．     

浮选柱精选细鳞片中碳石墨实验

依据鳞片石墨浮选特点,设计石墨浮选柱实验装置。以细鳞片中碳石墨为研究对象,通过正交实验考察循环压力、矿浆浓度、柱体高度、捕收剂用量四个主要影响因素,分析因素的显著性;通过单因素实验确定实验因素对浮选效果的影响程度。结果表明：在循环压力为0．04MPa、矿浆质量浓度为40g／L、柱体高度为1550mm、捕收剂用量为200g／t条件下,石墨精矿的品位最高,为94．190％;矿浆浓度对精矿品位的影响最为显著,循环压力对精矿产率的影响最为显著;石墨精矿品位随着矿浆浓度、循环压力和捕收剂用量的增加而减小,随着柱体高度的增加而增大。该研究为浮选柱分选石墨的实际应用提供了技术参考。