留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2005年  第20卷  第03期

由中间相沥青制备泡沫炭: Fe(NO3)3的影响
邱介山, 李平, 刘贵山, 周颖
2005, 20(03): 193-197.
摘要(4180) PDF(3378)
摘要:
以中间相沥青为前驱体制备高性能泡沫炭,在考察中间相沥青、Fe(NO3)3及其混合物热分解行为的基础上,着重研究了Fe(NO3)3对制备中间相沥青基泡沫炭的影响,揭示了Fe(NO3)3对泡沫炭孔泡结构的影响规律及其作用机制,初步研究了在泡沫炭炭化过程中形成的Fe/C之物相结构及其石墨化行为。结果表明,在不同的炭化温度下,Fe在泡沫炭中的存在形态各异;Fe物种的存在有利于提高泡沫炭的石墨化程度。
通过再活化浸渍金属盐的活性炭来发展中孔结构(英)
乔文明, 宋燕, 尹圣昊, 持田勲
2005, 20(03): 198-204.
摘要(3225) PDF(3196)
摘要:
研究了在椰子壳活性炭上浸渍金属盐(硝酸铁和硫酸铁)后,在二氧化碳气氛中催化活化对中孔结构的影响。发现硝酸铁对活性炭比表面积(-1930m2/g)的增加和中孔结构(-10nm)的发展更有效。改性活性炭具有发达的中孔结构,显示了更大的维生素B12吸附容量(是改性前的5倍~8倍)和更快的吸附速度。中孔结构的发展基于三个方面的原因:(1)在活化过程中,浸渍在活性炭微孔内的金属盐分解所释放的氧化性气体与微孔碳壁反应,扩大了孔径;(2)在高温下,来自于金属盐的金属氧化物被碳还原,扩大了孔径;(3)在金属铁存在下,碳壁被催化活化,大大提高了活性炭的中孔率。由此提供了一种廉价的从商业活性炭制备中孔活性炭的有效途径。
添加多壁纳米碳管活性炭电极材料的电化学电容特性
刘辰光, 方海涛, 王大伟, 李峰, 刘敏, 成会明
2005, 20(03): 205-210.
摘要(3160) PDF(2066)
摘要:
在活性炭电极材料中,用多壁纳米碳管作导电添加剂替代传统的炭黑、石墨粉等可较大地改善电极材料的性能。当添加质量分数为5%的多壁纳米碳管时,活性炭电化学电容器的比电容量由添加同量炭黑的130F/g增加到185F/g,同时提高了活性炭电容器的频率响应性能。基于该研究结果试制出不同规格的添加多壁纳米碳管的活性炭电化学电容器样品,结果表明添加多壁纳米碳管的活性炭电极材料具有良好的电化学电容特性。
纳米SiO2改性上浆剂对炭纤维复合材料界面性能的影响
杨禹, 吕春祥, 王心葵, 刘鸿鹏, 贺福, 李永红, 宋燕
2005, 20(03): 211-216.
摘要(2551) PDF(1685)
摘要:
利用单纤维碎裂法,三点短梁法,扫描电镜(SEM)和动态力学热分析(DMTA)研究了未上浆炭纤维、环氧树脂乳液上浆炭纤维和经纳米SiO2改性环氧树脂乳液上浆炭纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的界面性能。结果表明:炭纤维经改性乳液上浆剂和未改性乳液上浆剂上浆后,与未上浆相比,其单纤维复合材料的界面剪切强度(IFSS)分别提高了79%和41%,复合材料的层间剪切强度(ILSS)分别提高了14%和9%。DMTA图谱显示经纳米SiO2改性上浆的CFRP其损耗角正切(tanδ)较未改性上浆的降低18%,玻璃化温度(Tg)高出5℃。说明上浆剂中添加纳米SiO2可使上浆后的CFRP界面黏结性得到显著增强。
常压干燥制备炭气凝胶及其电化学行为的研究
李文翠, 胡浩权, 朱玉东, 朱盛维
2005, 20(03): 217-222.
摘要(2530) PDF(2331)
摘要:
以甲酚为原料,添加适量的间苯二酚,在氢氧化钠催化作用下与甲醛聚合,经溶胶凝胶、溶剂置换、常压干燥和900℃炭化过程可制备纳米多孔材料炭气凝胶。N2吸附测试表明所制备炭气凝胶BET比表面积高于500m2/g,在8nm~20nm范围具有集中的孔径分布,适合于做双电层电容器的电极材料。采用电化学阻抗谱测试电极的电化学行为,结果显示炭气凝胶电极在1mol/L的H2SO4电解液中的教育部留学回国人员科研启动基金,大连理工大学青年教师基金。
中间相沥青不熔化纤维自烧结制备高传导性炭材料研究
马兆昆, 史景利, 刘朗, 宋进仁, 郭全贵, 翟更太
2005, 20(03): 223-227.
摘要(2711) PDF(1873)
摘要:
以中间相沥青为原料,通过带形截面喷丝板进行熔融纺丝,对所获中间相沥青纤维进行适度氧化处理,而后通过热压工艺将氧化中间相沥青纤维进行无黏结自烧结成型,并借助红外分析和扫描电镜等手段研究了不同最终氧化温度对带状沥青纤维的官能团变化与由其自烧结制备高导热炭材料的成型性及性能影响。结果表明:经260℃不熔化处理的中间相沥青纤维热压成型,能获得具有高密度、高抗弯强度和高传导性的新型炭材料,所制备材料的密度高达2.16g/cm3,抗弯强度达到125.9MPa,电阻率和热导率分别达到0.56μΩm和830W/(m•K)。
热丝CVD大面积金刚石薄膜的生长动力学研究
汪爱英, 柯培玲, 孙超, 黄荣芳, 闻立时
2005, 20(03): 229-234.
摘要(2418) PDF(1995)
摘要:
在传统工业型热丝化学气相沉积(HFCVD)反应腔内,相关工艺参数取模拟计算优化值的条件下,采用XRD,SEM及Raman光谱等分析手段研究了单晶Si(100)上较大面积金刚石薄膜的动力学生长行为,讨论了晶格取向的变化规律。结果表明:优化工艺参数条件下,在模拟计算的衬底温度和气体温度分布均匀的区域内,沉积的金刚石薄膜虽存在一定的内应力,但整体薄膜连续、均匀,几何晶形良好,质量较高,生长速率达1.8μm/h。薄膜生长过程中晶形显露面受衬底温度和活性生长基团浓度的影响较大。
焦炭颗粒的平均细度对沥青基炭复合材料性能的影响
郭领军, 李贺军, 薛晖, 李克智, 孙国岭
2005, 20(03): 235-239.
摘要(2722) PDF(1717)
摘要:
采用新型模压半炭化成型工艺制备出高密度、低成本的焦炭颗粒增强沥青基炭复合材料。研究了焦炭颗粒的平均细度对焦炭颗粒增强沥青基炭复合材料的密度和抗压强度的影响趋势,并从数学上分析了密度对抗压强度的影响规律。结果表明:沥青基炭复合材料的密度和抗压强度随焦炭颗粒平均细度的增大而增加。在本试验条件下,当沥青焦的平均细度由44.2目增加到206.3目,沥青基炭复合材料的密度和抗压强度可从1.28g/cm3和10.1MPa增加到1.77g/cm3和55.0MPa。
石油焦系超级活性炭的孔结构控制(英)
孙新, 查庆芳, 郭燕生, 李兆丰
2005, 20(03): 240-244.
摘要(2239) PDF(1653)
摘要:
Heat treatment (HTT), chemical vapor deposition (CVD) and HNO3 oxidation were employed to modify the surface and pore structure of ultra activated carbon (UAC) prepared from Daqing petroleum coke using KOH as an activating agent. It was found that the surface area and mesopore ratio of UAC can reach more than 1500m2/g and 85% respectively by HTT while micropore ratio of UAC increase from 51 to 87% by CVD using benzene as a carbon source. The UAC modified by CVD also show an enhanced molecular sieving capability manifested by enhanced adsorption for CO2 over CH4 from 30 to 47mg/g. Oxygen-containing surface groups were introduced by HNO3 oxidation, and the number of carboxyl functional groups on the surface of UAC after HNO3 oxidation for 60min is about 9 times as much as that for 20min oxidation.
高温热处理对C/C-SiC复合材料制备与力学性能的影响
王林山, 熊翔, 肖鹏, 闫志巧, 张红波, 刘根山
2005, 20(03): 245-249.
摘要(3185) PDF(1987)
摘要:
以针刺整体炭毡为坯体,采用树脂浸渍和化学气相沉积混合法制备C/C多孔体,然后熔硅浸渗制得C/C-SiC复合材料;研究了C/C多孔体的高温热处理对C/C-SiC复合材料密度、孔隙度、力学性能及断裂方式的影响。结果表明:炭涂层进行高温热处理可改变复合材料的弯曲断裂方式,使其具有一定的“假塑性”,弯曲强度下降约16%,压缩强度提高约20%,硬度增加;C/C多孔体的最终高温热处理可打开孔隙,有利于液Si的渗入,制备出密度较高(>2.0g•cm-3)、开孔率较小(<4%)的复合材料,但导致其力学性能下降,基本上不影响其断裂方式。
等离子体射流辅助双催化剂原位催化法合成碳纳米管
梁新宇, 王浩静, 刘颖, 晁兵, 周立公
2005, 20(03): 250-254.
摘要(2410) PDF(2019)
摘要:
以甲烷为碳源,Fe2O3/Ni为固定相催化剂,在常压条件下利用等离子体射流的高温将甲烷裂解生成碳自由基和氢气。同时联合原位催化法将碳自由基在Fe2O3/Ni双催化剂的共同作用下生长出碳纳米管。运用TEM和元素分析等测试手段对所得碳纳米管进行形貌、含量、结构的表征分析。结果表明,在一定反应条件下,可获得外径为10nm~30nm,管长约数百纳米、产率为75%左右的碳纳米管。与单催化剂相比,双催化剂的联合催化作用更有利于碳管的生长。
有机硅添加剂对热处理粘胶纤维结构和性能的影响
李新莲, 温月芳, 杨永岗
2005, 20(03): 255-260.
摘要(2743) PDF(1814)
摘要:
借助XPS、SEM等研究了有机硅添加剂对热处理粘胶纤维的结构和性能的影响。结果表明:浸渍有机硅添加剂的粘胶纤维在热处理时,由于有机硅具有耐高温、防粘连,憎水、化学稳定性好等特性,对纤维表面可以起到保护作用;使其在热处理后,表面空洞减少,纤维的分线性得到改善,从而提高了它的抗拉强度。当有机硅添加剂的质量分数为4.79%时,所获炭纤维抗拉强度的增加幅度高达126.3%。浸渍有机硅添加剂的粘胶纤维在热处理后,Si元素主要以SiO2形式存在于纤维表面。
燃料和基板对火焰法制备一维碳纳米材料的影响
曹峰, 杨涵, 傅强, 潘春旭
2005, 20(03): 261-269.
摘要(3132) PDF(2238)
摘要:
以乙醇、甲醇及液化石油气为碳源,低碳钢及含Ni合金钢等为基板,采用火焰法成功地制备出了一维碳纳米材料,包括碳纳米管(CNTs)和一种新的“实心”碳纳米纤维(CNFs)。利用场发射枪高分辨扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和激光Raman光谱对碳纳米材料的结构进行了表征。发现基板材料决定燃烧生成物的性质,含Fe元素及其化合物的基板材料倾向于合成“实心”碳纳米纤维,而含Ni元素及其化合物的基板材料倾向于合成“空心”的碳纳米管,认为这是由于碳与Fe的亲和力比Ni大而造成的。不同碳源对一维碳纳米材料的形态也有影响,这与它们的含碳量和燃烧热等不同有关。
用EA-CVD方法制备的大尺寸金刚石厚膜的品质和膜厚均匀性的研究
吕宪义, 金曾孙, 杨广亮
2005, 20(03): 270-273.
摘要(2083) PDF(2133)
摘要:
根据金刚石厚膜的实际应用要求,建立了EA-CVD(Electron Assisted Chemical Vapor Deposition)方法,制备出直径为80mm,膜厚为1mm以上的大尺寸高品质的均匀金刚石厚膜,其膜厚不均匀性小于5%,热导率不均匀性小于10%,膜片中部和边缘磨耗比基本相同,大约在1.5×105左右。同时研究了制备参数对膜的品质和膜厚均匀性的影响。结果表明:甲烷浓度、工作气压、偏流、灯丝与基片间距等参数对金刚石厚膜的品质和膜厚均匀性都产生影响。辉光等离子体的状态对膜的均匀生长作用明显,较低的工作气压,较大的偏流和较大的灯丝与基片间距有利于气体分解和辉光等离子体的发散,从而导致大面积金刚石厚膜不同位置的品质和膜厚趋于均匀。
PAN基炭纤维中sp2杂化的C—C原子键距与结构参数之间关系
华中, 王月梅, 肖利, 秦政坤, 范继文
2005, 20(03): 274-277.
摘要(2826) PDF(2050)
摘要:
利用Raman散射及X射线衍射方法,对不同炭化温度下制备的PAN基炭纤维样品进行了测试。根据Raman散射的测试结果,从Fitzer碳键键距出发,给出了PAN基炭纤维中sp2杂化的C—C原子键距a0随炭化温度的变化规律。由各样品的X射线衍射测试结果,得到了各样品的结构参数(La、Lc、d002)。分析了sp2杂化的C—C原子键距a0随结构参数(La、Lc、d002)变化的原因。结果表明,C—C原子键距a0与石墨化程度有关,且随La、Lc的增大及d002的减小C—C原子键距增大。
碳质中间相形成机理研究
李同起, 王成扬
2005, 20(03): 278-285.
摘要(2216) PDF(2741)
摘要:
碳质中间相是制备高性能炭材料制品的优质前驱体,其产品已在高性能复合材料、超高功率石墨电极和二次锂离子电池用负极材料等方面得到了成功应用。碳质中间相产品的结构复杂、形态各异,造成了生产这些产品涉及的原料和处理过程的多样化。为了分析和预测一定条件下获得的碳质中间相产品的性能,进而确定其具体的用途,需要弄清碳质中间相的形成机理。通过系统地探讨碳质中间相的形成过程,对以往文献中的解释给予了归纳和分析。分析认为传统解释中存在许多不合理的地方,不能对一些现象给予合理的解释;“微域构筑”理论在传统解释的基础上有了很大进步,但由于该理论中引入了实际上并不存在的片层微晶单元而使其存在缺陷;“颗粒基本单元构筑”理论摒弃了以上两种理论中的不合理成分,能够对碳质中间相的形成过程进行很好的解释。此外,对“颗粒基本单元构筑”理论的一些应用也进行了讨论。
从第13届国际插层化合物大会看插层化合物的最新发展趋势
李新禄, 康飞宇
2005, 20(03): 286-288.
摘要(2068) PDF(1919)
摘要:
2005年6月5日至9日在法国克莱蒙特-弗朗市(Clermont-Ferrand)召开了第13届国际插层化合物大会(13th International Symposium on Intercalation Compounds, ISIC13),来自23个国家的170余名学者参加了此次大会,其中国内的清华大学材料系、北京化工大学可控化学反应重点实验室、武汉理工大学材料学院等10名代表参加了该次大会。大会内容涵盖了插层化合物的合成工艺、胶体化学、材料结构与材料电磁性、电化学性能、纳米材料(包括纳米粒、纳米纤维、纳米复合材料)、插层化合物的自组装技术以及生物分子的插层化合物等七个议题,包括炭材料(富勒烯、石墨、碳纳米管),过渡金属硫族化合物、金属氢氧化物、陶瓷及改性陶瓷、层状金属氧化物及氢氧化物、沸石及磷酸盐和纳米复合材料等七类材料。1977年举办的首次层间化合物会议,主要以石墨层间化合物为主,而本次大会,议题已经由传统的石墨层间化合物(GICs)拓展到层状氢氧化物、储锂功能陶瓷、储氢合金、富勒烯以及纳米复合插层化合物等。大会共交流论文216篇,其中大会特邀报告4篇,分会特邀报告8篇,口头报告54篇,壁报150篇。