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2005年  第20卷  第01期

石油沥青基炭纤维的制备(英)
沈曾民, 迟伟东, 张学军, 常维璞
2005, 20(01): 1-7.
摘要(4000) PDF(3707)
摘要:
利用元素分析、TG、DSC、FT-IR、XRD和STM等手段研究了各向同性沥青和各向异性沥青基炭纤维的不熔化、炭化和石墨化工艺过程,对不熔化过程的反应机理进行了推导,并计算出不熔化反应的动力学参数。同时还研究了石墨化过程中,纤维的力学性能和结晶参数的变化。研究结果表明,在制备沥青基炭纤维工艺过程中,各向同性沥青纤维(APF)的最佳氧的质量分数为19.63%, 而各向异性沥青纤维 (APF) 的最佳氧的质量分数为8.03%。 各向同性沥青基石墨纤维(IPGF)的d002, Lc, La 分别为0.3432 nm、3.432 nm和8.053 nm, 而各向异性沥青基石墨纤维(APGF)的d002、Lc、La 分别为0.3391 nm、25.69 nm和53.05 nm。IPGF的拉伸强度和模量分别为596 MPa和58 GPa,而APGF的拉伸强度和模量分别为2956 MPa和632 GPa。
聚乙烯醇脱水—氧化脱氢制备线型碳
王世华, 任大成
2005, 20(01): 8-12.
摘要(2298) PDF(1622)
摘要:
报道了以聚乙烯醇(PVA)为起始物制备线型碳的研究结果。制备过程类似于炭纤维制备过程中的预氧化工艺,在氧和惰性气体比例适当的条件下,聚乙烯醇在反应釜中梯度升温,以便逐步脱水、氧化脱氢,并保持其原来的晶型。研究了聚乙烯醇在加压下脱水、氧化脱氢制备线型碳的反应条件。产品用红外光谱、激光拉曼光谱和X-射线衍射表征,并与已报道的结果比较,表明产品为β型(累积双键型)线型碳。产品的X-射线衍射结果与原料聚乙烯醇几乎一样,证明产品保持了原料的晶体构型。本合成法可能成为适用的线型碳合成的新途径,并提出了一个可能的反应机理。
沸石矿为模板制备多孔炭的研究
刘贵阳, 黄正宏, 康飞宇
2005, 20(01): 13-17.
摘要(2533) PDF(1574)
摘要:
以几种沸石矿为模板、蔗糖为碳源,通过模板法制备了多孔炭,并用77K氮气吸附和X射线衍射仪(XRD)进行了表征。结果表明:此方法可以制备出具有一定比表面积和较大中孔容积的多孔炭,其中孔率随着模板中孔容积的增大而增加,但在所制多孔炭中存有少量的杂质。
短切炭纤维—炭复合材料的制备及传导性能和微观结构的研究
高晓晴, 郭全贵, 史景利, 李贵生, 宋进仁, 刘朗
2005, 20(01): 18-22.
摘要(3369) PDF(1630)
摘要:
以中间相沥青基短切炭纤维和中间相沥青为原料,采用模压成型、炭化、致密化、高温石墨化等一系列常规工艺,制备了传导性能良好的炭/炭复合材料。主要考察了中间相沥青与中间相沥青基炭纤维质量配比对材料密度及传导性能的影响,并进一步研究了材料微晶参数的变化与材料性能的相关性。结果表明:中间相沥青与纤维质量配比对材料的导热、导电性能以及微晶参数有很大影响。随着中间相沥青用量的增大,材料导热、导电性能均提高,石墨层间距d002减小,石墨微晶尺寸La、Lc增大;当中间相沥青与炭纤维质量比为 0.8时,制备出的炭/炭复合材料石墨微晶尺寸最大,常温传导性能最佳(垂直于压制方向的面向热导率为385W/(m·K),电阻率为2.85μΩ·m);进一步提高中间相沥青用量,石墨微晶尺寸La、Lc减小,材料的传导性能降低。
洋葱状富勒烯的CCVD法制备及其形貌特征
李天保, 许并社, 韩培德, 张艳, 王晓敏, 刘旭光, 市野濑英喜
2005, 20(01): 23-27.
摘要(2658) PDF(1475)
摘要:
采用催化化学气相沉积法(CCVD)制备了洋葱状富勒烯(OFs),借助高分辨透射电镜(HRTEM)观察和分析了其形貌结构。结果发现,以负载Co2+的Y型沸石为催化剂,C2H2为碳源,反应温度为700℃时,单位催化剂产炭率的质量分数为66%,其中洋葱状富勒烯的收率可达产炭率体积分数的20%以上;并认为OFs的生长机理为由内到外逐层石墨化的气固(VS)模式。
Ni-La-Mg上催化裂解甲烷生成碳纳米管的研究
王敏炜, 李凤仪, 彭年才
2005, 20(01): 28-32.
摘要(2998) PDF(1678)
摘要:
采用气相沉积法催化合成碳纳米管,研究了反应条件及镍基催化剂中镧(La)的加入对合成碳纳米管的影响,并用TEM,XRD,BET表征其形貌和结晶度,实验结果表明:Ni-La-Mg(摩尔比为1:0.1:1)催化剂在600℃反应60min时表现出最佳活性,镍基催化剂中加入La后,能使所合成的碳纳米管管径更细,石墨化程度更高,热稳定性更好。
Pd在超级活性炭上的负载对其储氢性能的影响
詹亮, 张睿, 王艳莉, 梁晓怿, 李开喜, 吕春祥, 凌立成, 袁渭康
2005, 20(01): 33-38.
摘要(3879) PDF(1741)
摘要:
负载金属Pd和PdO都有助于提高超高比表面积活性炭的吸氢性能,并能使其吸氢能力分别提高2倍~4倍和4倍~5倍左右。同时由于过渡金属在高温下容易发生团聚和迁移现象,负载在活性炭上的金属Pd的还原温度和还原时间应分别控制在125℃和2 h。在0℃和27℃常压下,Pd/AC和PdO/AC(SBET为3886 m2/g)对氢的饱和吸附量分别为:20 mL/g、23 mL/g和14 mL/g、15.8 mL/g,且它们的循环使用寿命良好。
电化学表面处理PAN基炭纤维的表面性能研究
刘鸿鹏, 吕春祥, 李永红, 杨禹, 李开喜, 贺福
2005, 20(01): 39-44.
摘要(3584) PDF(5040)
摘要:
以NH4HCO3为电解质对PAN基炭纤维进行了连续表面处理,并利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)和自动电位滴定等方法,系统研究了电化学氧化反应后炭纤维表面石墨微晶尺寸的变化规律,推导出微晶宽度(La)、微晶厚度(Lc)与电流密度(J)之间存在线性关系式;同时,经电化学氧化处理后,炭纤维表面含氧官能团的摩尔分数增加8.54 %,表面吸附水的摩尔分数增加5.34 %,使其表面由憎液性变为亲液性,这有利于提高炭纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的层间剪切强度(ILSS)。
TiO2在微孔型活性炭纤维上的固载及其对苯酚的光催化降解
员汝胜, 郑经堂, 关蓉波, 刘以红
2005, 20(01): 45-50.
摘要(3523) PDF(2198)
摘要:
以环氧树脂作为TiO2与活性炭纤维(ACF)之间联结的前驱体,使TiO2粘附于纤维表面,而后经氮气氛下400℃~580℃不同温度的煅烧处理,制得TiO2/ACF复合体。采用BET,SEM,XRD及UV-Vis光谱等手段对复合体的物理化学特性进行了表征。以水中苯酚为目标污染物考察了TiO2/ACF样品的光催化性能。结果表明,460℃煅烧品较其他样品对苯酚具有更好的去除能力。在其重复利用过程中,始终保持了高的光催化效率,直至第三次循环,其最终对苯酚的去除量仍与P25粉体相当。而且,牢固负载的TiO2更具实用性,易于从水中回收。
聚丙烯腈基炭纤维制备过程中的表面形态和结构研究
王延相, 王成国, 朱波, 何东新, 井敏, 王强
2005, 20(01): 51-57.
摘要(2551) PDF(1819)
摘要:
为了制备高性能的聚丙烯腈基炭纤维,用SEM和TEM等分析方法跟踪炭纤维生产全过程中纤维微观结构所发生的变化。在湿法纺丝中,控制预牵伸倍数为7倍,调整凝固浴的温度为16℃时,可纺出截面近似圆形的高质量原丝,纤维的截面和表面的微纤比较紧凑,表面缺陷和裂纹较少;原丝经过预氧化后仍保持原来的微原纤结构,纤维外部表层的石墨微晶较大,所含孔隙较少,内部的微晶较小且含有大量孔隙。用高锰酸钾改性原丝能够得到质量优异的预氧化纤维,改性预氧丝的纤维基面增加比未改性的多,基面沿纤维轴排列的程度更高。所制备的炭纤维具有由原丝演变来的微观结构,微纤沿纤维轴高度取向,微纤之间有细长的孔隙,并堆砌在一起形成枝化微纤的伸展网络,炭纤维截面形状也近似为圆形。合理调整制备工艺,得到了强度为3.6GPa~4.2GPa,断裂延伸率为1.6%~1.8%,模量为235GPa~240GPa的聚丙烯腈基炭纤维。结果表明:炭纤维的微观组织结构与原丝的微观组织结构密切相关,高强度、高取向度和结构均匀的原丝是获得高强度和高模量炭纤维的前提。
酚醛树脂基活性炭微球的电化学性能研究 I. 酚醛树脂基微球制备过程的研究
王芙蓉, 李开喜, 吕春祥, 吕永根, 李强, 李建刚, 孙成功
2005, 20(01): 58-62.
摘要(2723) PDF(2412)
摘要:
选用线型酚醛树脂为原料,采用乳化法可制得微球。为了揭示微球的成型,考察了在制备过程中酚醛树脂乙醇溶液的浓度、搅拌速率、成球终温、固化剂及表面活性剂的数量对酚醛树脂基微球的影响。研究结果表明:微球球径随着树脂溶液浓度的降低而减小,亦随搅拌速率的降低而减小;当搅拌速率为400 r/min左右,表面活性剂的浓度在0.28 mol/L~0.74 mol/L,固化剂量的质量分数为6.0 %(基于酚醛树脂)时,可得到球形度良好的微球。在高于树脂软化点以上成球终温对成球影响不大。
金属化合物对煤岩显微组分所制活性炭吸附性能的影响
张文辉, 李书荣, 王岭
2005, 20(01): 63-66.
摘要(2727) PDF(1333)
摘要:
研究了Ni2O3、Fe2O3等金属化合物对太西无烟煤和大同烟煤分离富集镜质组、丝质组所制活性炭吸附性能的影响。研究结果表明:金属化合物能显著加快太西无烟煤显微组份的活化反应速度,部分金属化合物可以提高太西无烟煤显微组分所制活性炭的吸附性能,但对大同烟煤显微组分所制活性炭的性能影响不大,其因在于大同烟煤的反应性高于太西无烟煤。加入金属化合物提高无烟煤显微组份活化反应速度的主要原由是金属化合物对碳与水蒸气活化反应有一定的催化作用,使活化活性点增加,进而提高了活化反应效率;而能否提高活性炭的吸附性能则与金属化合物和煤岩显微组分的性质有关。
呋喃树脂对煤沥青流变性能的影响
杨琴, 李铁虎, 林起浪, 单玲
2005, 20(01): 67-70.
摘要(2397) PDF(1623)
摘要:
采用旋转黏度计测定了含有不同比例呋喃树脂的煤沥青的表观黏度。考察了呋喃树脂对煤沥青表观黏度、残炭率及软化点的影响。同时,采用扫描电镜(SEM)研究了添加呋喃树脂后煤沥青的表面形貌。结果表明,添加质量分数为3.6%~9.0%的呋喃树脂使煤沥青在达到相同黏度值时温度下降5℃~15℃,而残炭率不下降;由于呋喃树脂使煤沥青分子隔开从而改善了煤沥青的流动性能;另外加入适量的呋喃树脂可降低煤沥青的黏流活化能,有利于煤沥青在较宽温度范围内进行工艺操作。
由煤或焦炭制备纳米碳质材料的新进展
王茂章, 李峰
2005, 20(01): 71-72.
摘要(2664) PDF(2067)
摘要:
评述了以煤为碳源制备富勒烯、纳米碳管、竹节形碳管、铁嵌入的纳米碳棒和由碳包覆的金属纳米粒子等各种纳米材料。认为:等离子体电孤放电法是由煤制备各种纳米碳质材料最常用的方法,随电弧条件及电极性质的不同,所制备的纳米碳质材料可有各种不同形态及结构。由于煤是分子固体而石墨是晶格固体,两种碳源的反应机理有明显不同。在等离子体电弧加热时,煤分解并产生许多具有简单芳烃结构的分子,在纳米碳质材料的形成过程中,这些分子可能作为纳米碳质材料的结构单元,同时原煤中的矿物质在合成过程中也起着重要作用,因此煤本身的性质对纳米材料的制备极为重要。煤是成本低廉且储量最丰富的碳源,将是大规模工业化生产纳米碳质材料最好的碳源之一。
线状卡宾碳的研究进展和稳定性讨论(英)
传秀云, 王统宽, Jean-Baptiste DONNET
2005, 20(01): 83-92.
摘要(2336) PDF(2117)
摘要:
综合评述了所有存在的太空星际空间、地球和多种生物体中的线状卡宾碳以及在实验室合成的各种线状卡宾碳,重点评述了线状卡宾碳的稳定性和存在性。分析认为线状卡宾碳的稳定性与其类型、所处气氛、环境有关,提出可以通过插层化合物和端部基团连接等方法获得稳定的线状卡宾碳。
氮化碳晶体的合成
马志斌
2005, 20(01): 93-94.
摘要(1311) PDF(1187)
摘要:
解思深院士和他的研究活动
王刚
2005, 20(01): 95-96.
摘要(1291) PDF(1593)
摘要: