新型炭材料

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许并社, 张春一, 杨永珍, 刘旭光, 罗秋苹

2007, 22(03): 193-198.

摘要(2484)

PDF(823)

摘要:
以脱油沥青（DOA）为碳源，氯化铁为催化剂，在氩气和氢气的混合气氛下利用化学气相沉积法（CVD）制备了不同形貌的气相生长炭纤维（VGCFs）。讨论了在温度为1100℃时，不同的反应时间（分别为10min，20min，25min，30min和40min）对产物形貌和结构的影响。利用场发射扫描电镜（FESEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）、X-射线衍射（XRD）和拉曼（Raman）光谱，对不同工艺参数下合成的产物进行了结构表征。结果表明：随着反应时间的增加，气相生长炭纤维的形貌由弯曲变得相对平直，进而相互贯穿；当反应时间为10min和20min时，气相生长炭纤维的直径分布在1.0μm~1.2μm之间；当反应时间为25min，30min和40min时，气相生长炭纤维的直径分布范围分别为250nm~300nm，350nm~400nm，700nm~800nm。另外，还观察到了V型的气相生长炭纤维。

由柏木制备纳米孔结构炭材料I.制备与孔结构(英文)

Eiki Ito, Ikuyoshi Kouchi, Sylwia Mozia, Masaharu Okuda, Takashi Nakano, Masahiro Toyoda, Michio Inagaki

2007, 22(03): 199-205.

摘要(2207)

PDF(706)

摘要:
柏木条经过热蒸气处理，成功地制备了纳米孔炭，无需另行活化，比表面积就可达1000m2/g以上。如果在800℃～870℃炭化，柏木炭外表面积可达400m2/g以上，与同样温度在氩气中炭化得到的柏木炭相比，后者微孔面积仅为30m2/g～40m2/g。在900℃以上炭化得到的柏木炭，微孔表面积高达800m2/g以上，外表面积约为150m2/g。柏木炭的孔结构可以通过调节过热蒸气的温度得到控制。

纳米碳管/氧化锌异质结构的合成及发光性质

邱介山, 孙天军

2007, 22(03): 206-212.

摘要(2326)

PDF(525)

摘要:
以纳米碳管（CNTs）为基体、铜为催化剂，采用催化碳热还原方法直接合成出具有异质结构的纳米碳管/氧化锌(CNT/ZnO)复合材料。利用扫描电镜、透射电镜及X射线衍射等手段研究了异质结构CNT/ZnO复合材料的形态和结构。发现氧化锌纳米线在纳米碳管表面的生长过程遵循催化剂诱导的汽-液-固（VLS）机制；氧化锌纳米线与铜催化剂和纳米碳管之间分别存在明显的界面，并且氧化锌纳米线与纳米碳管均保持了规整的晶体结构。同时也发现在大直径纳米碳管上易于形成高密的氧化锌纳米线；随沉积温度的升高ZnO的形态由线到棒最后形成颗粒。异质结构CNT/ZnO复合材料的诱导发光性能不同于氧化锌纳米线和纳米碳管，在蓝光区域的发光强度远大于紫外发光强度。

碳纳米管负载Fe2O3催化剂的制备及其乙苯脱氢催化活性(英文)

彭峰, 傅小波, 余皓, 王红娟

2007, 22(03): 213-217.

摘要(2445)

PDF(768)

摘要:
采用FeSO4-H2O2 体系对碳纳米管氧化修饰的同时，氢氧化铁被吸附在碳纳米管管壁上，然后分别通过氢气、氮气、空气在 723K下处理2h，制备了碳纳米管负载的γ-Fe2O3催化剂、γ-Fe2O3和α-Fe2O3 复合催化剂和非晶态Fe2O3催化剂。采用XRD、TEM和TG-DSC表征了催化剂结构，采用连续流动乙苯气相脱氢生成苯乙烯反应对催化剂性能进行评价，结果表明：热处理条件对催化剂乙苯脱氢的催化性能影响明显，碳纳米管负载的晶态Fe2O3 纳米催化剂对乙苯脱氢具有高的活性与选择性。

水溶液中分散的多壁碳纳米管与血液蛋白质分子的作用研究

孟洁, 杨曼, 王超英, 孔桦, 王睿, 王琛, 解思深, 许海燕

2007, 22(03): 218-225.

摘要(2181)

PDF(768)

摘要:
碳纳米管在水溶液中的稳定分散和与蛋白质分子的作用是实现其生物医学应用的重要研究内容之一。采用混合强酸结合超声处理的方法对多壁碳纳米管（MWCNTs）进行表面氧化处理，得到可以在无表面活性剂条件下稳定分散的MWCNTs水溶液。对该水溶液进行高速和超高速离心，通过扫描电镜、紫外/可见/近红外分光光度仪、激光动态光散射和X-射线光电子能谱分析等方法分别对留在水中和沉淀出来的MWCNTs进行表征。结果表明，经过氧化处理的MWCNTs表面引入了包括羧基在内的含氧基团，长度由初始的50μm变为500nm~800nm，且经过不同离心力作用下得到的上清液中MWCNTs的尺寸分布没有明显差别；MWCNTs水溶液在253nm处有与MWCNTs浓度相关的特征吸收峰，由此建立了测定水溶液中MWCNTs浓度的光谱分析方法。此外，通过十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺（SDS）凝胶电泳和荧光光谱分析方法研究了分散在水中的MWCNTs对单一白蛋白、单一纤维蛋白原、以及两种混合蛋白的吸附作用，探讨了聚乙二醇甲醚（PEG）修饰抑制纤维蛋白原在MWCNTs上吸附的可能性。结果表明，MWCNTs对两种单一蛋白均有吸附，对纤维蛋白原的吸附更加强烈。在双蛋白混合溶液中，MWCNTs对纤维蛋白原分子具有强烈的倾向性吸附作用。经PEG分子修饰后，MWCNTs对纤维蛋白原的吸附程度有所降低。

化学沉积法制备氧化锰/多孔炭复合材料及其电化学性能

李强, 李开喜, 范慧, 谷建宇, 孙国华

2007, 22(03): 227-234.

摘要(2184)

PDF(804)

摘要:
摘要:通过化学沉积法制备了氧化锰/多孔炭(Porous carbon, 简称PC)复合材料，考察了氧化锰负载量及热处理温度对其理化性能的影响，探讨了氧化锰/多孔炭复合电极的充放电机理。SEM照片及孔结构测试结果表明，常温下化学沉积法负载氧化锰不但负载均匀，而且还对多孔炭的孔结构起到修饰作用；但经400℃以上高温处理后，其均匀性受到破坏。XRD测试结果表明，经110℃干燥处理及400℃高温处理的复合电极材料负载的氧化锰为无定型结构，800℃时则转变为γ-Mn2O3。经电化学测试表明化学沉积法负载氧化锰可以有效地提高多孔炭电极材料的电能存储容量，当多孔炭负载质量分数1.7% 氧化锰，在空气中110℃干燥，制得复合材料的单电极比电容达到340F/g，比单纯的多孔炭电极提高34%。

纳米硅/炭复合材料的制备及其电化学性能

陈晓红, 宋怀河, 杨树斌

2007, 22(03): 235-241.

摘要(2317)

PDF(711)

摘要:
将纳米Si粉以一定配比分散在石油重油中，在高压反应釜中经过460℃自升压热解反应，再经900℃炭化制备一种锂离子二次电池负极用纳米硅/炭（Si/C）复合材料。考察了纳米Si粉添加量对产物收率、微观结构及电化学性能的影响。结果表明：纳米Si粉的加入有助于提高固体产物的收率；在纳米Si/C复合材料中纳米Si粉均匀地镶嵌于炭基体中；纳米Si粉的晶型在热解反应前后没有发生变化。当纳米Si粉与石油重油质量比为5∶100时制备的纳米Si/C复合电极材料具有498mAh/g的首次可逆比容量和90%的充放电效率。

爆轰裂解可膨胀石墨制备石墨微粉(英文)

孙贵磊, 李晓杰, 闫鸿浩

2007, 22(03): 242-246.

摘要(2608)

PDF(743)

摘要:
在不改变石墨原始结构与成分的基础上，利用冲击波对可膨胀石墨进行爆轰，收集爆轰灰，进行X射线衍射、SEM的测量分析以及BET法测定比表面积。结果表明，可膨胀石墨经过爆轰后，得到了颗粒大小为1μm～10μm的石墨粉，比表面积由8.096m2/g增大至47.48m2/g，并且孔隙变得更为均匀，常规研磨设备是无法达到这种效果的。为石墨的细化提供了一种更为简便快捷而又节省能源的方法。

炭/炭复合材料新型热梯度制备工艺(英文)

Shameel Farhan, 李克智, 郭领军

2007, 22(03): 247-252.

摘要(2322)

PDF(834)

摘要:
对传统的热梯度化学气相渗透工艺进行了改进。把高热导率（55W/(m•℃)）的48k炭纤维束穿入针刺炭毡预制体中心。利用炭纤维束和炭毡预制体热导率(0.15W/(m•℃))的差异，在预制体内部产生热梯度。在900℃～1200℃下，天然气首先在预制体中心的48k炭纤维处热解，致密化沿径向由中心向外部推进，67h后材料的密度达1.778g/cm3。研究了炉内输入电压、电阻、致密化时间、沉积层位置等工艺参数对材料性能的影响。通过偏光显微镜和扫描电子显微镜研究了基体热解碳的微观结构，并对炭纤维体积含量为10%的炭/炭试样进行了烧蚀性能测试。

负载铂纳米粒子大孔炭材料的无模板制备

刘淑霞, 贺军辉

2007, 22(03): 253-258.

摘要(2538)

PDF(901)

摘要:
研究了负载铂纳米粒子大孔炭材料的可控制备。淀粉和氯铂酸分别被用作碳源和铂源，采用两种不同的方法将铂注入基于淀粉凝胶的大孔炭。方法A：将淀粉凝胶块材浸入氯铂酸水溶液中，然后用硼氢化钠还原。方法B：在形成淀粉凝胶块材之前将氯铂酸加入前驱体中。研究发现：大孔炭的孔径和壁厚可以通过改变淀粉含量进行调节，产炭率从负载前的24%分别提高到37%（方法A）和44%（方法B），凝胶在炭化过程中的体积膨胀也得到有效抑制。方法A得到的铂纳米粒子（平均粒径为3.5nm，粒径平均偏差为0.9nm）比方法B制备的（平均粒径为5.5nm，粒径平均偏差为1.8nm）粒径更小、粒径分布更窄。

印刻法制备中间相沥青基中孔炭(英文)

刘颖, 詹亮, 张睿, 乔文明, 梁晓怿, 凌立成

2007, 22(03): 259-263.

摘要(2156)

PDF(494)

摘要:
用中间相沥青作碳源，硅胶水溶液作造孔剂，采用胶体印刻法制得一系列中孔碳。实验发现当适量纳米级硅源添加到中间相沥青中，会在彼此颗粒间形成一定的纳米孔道，从而导致中间相沥青在炭化过程中没有沥青由固相向液相转化的过程。结果表明：碳硅比、印刻温度以及中间相沥青的基本物化性质都将对中孔碳的孔结构发生重要影响。且制得比表面积和孔容分别为482m2/g和1.62cm3/g的中孔碳。

超临界水活化褐煤制取活性炭

程乐明, 姜炜, 张荣, 毕继诚

2007, 22(03): 264-270.

摘要(2097)

PDF(742)

摘要:
以超临界水（SCW）活化褐煤制取活性炭为目的，在半连续SCW反应装置上，研究了活化温度(600℃～700℃)、压力(0.1MPa～30MPa)和KOH添加量(质量分数为0%～15%)对小龙潭褐煤所制活性炭吸附性能和孔结构的影响。结果表明：升高活化温度有利于煤转化率、活性炭BET比表面和碘吸附值的增加，同时中孔比例也明显升高。与相同温度下常压水蒸气活化相比，SCW活化反应有利于活性炭的吸附性能和中孔比例的升高。650℃时活化压力由0.1MPa升至25MPa，活性炭BET比表面增加74％，中孔所占比例增加38％左右。煤中添加质量分数10％ KOH可进一步促进孔隙生成，活性炭BET比表面可达825m2/g。此外，KOH还可与煤中的矿物质发生反应，通过酸洗脱除活性炭中的灰分至质量分数2％以下。

碳纳米管阵列研究进展

魏飞, 张强, 骞伟中, 徐光辉, 项荣, 温倩, 王垚, 罗国华

2007, 22(03): 271-282.

摘要(2080)

PDF(1208)

摘要:
在介绍CNT阵列性能的基础上，对国内外直接合成CNT阵列的方法进行了评述，重点阐述了各种方法的基本特点及CNT阵列的生长机理、结构控制和批量制备问题。进而探讨了CNT原生阵列、抽丝形成的CNT丝、以及CNT阵列分散后得到的CNTs在复合材料、力学增强、功能器件等方面的初步应用，展望了CNT阵列的发展趋势，指出低成本、大批量可控制备CNT阵列仍然是未来一段时间内国际研究热点。

炭科学技术的研究现状与发展趋势——记Carbon 2007国际炭会议

刘畅, 成会明

2007, 22(03): 283-285.

摘要(1835)

PDF(348)

摘要:

第14届国际层间化合物会议在韩国首尔举行

吕瑞涛, 康飞宇

2007, 22(03): 286-288.

摘要(2036)

PDF(632)

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