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2010年  第25卷  第01期

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洋葱状炭纳米粒子的无催化剂合成
M. Bystrzejewski, M.H. Rummeli, T. Gemming, H. Lange, A. Huczko
2010, 25(01): 1-8. doi: 10.1016/S1872-5805(09)60011-1
摘要(2358) PDF(2304)
摘要:
描述了基于NaN3-C6Cl6混合物热解一步合成洋葱状碳纳米粒子的方法。应用EMS, XRD, Ramans研究了缓冲气体（Ar或空气）对炭产物的得率、形貌和结构的影响。产物包含洋葱炭、非晶碳和NaCl，通过简单的纯化处理即可完全除去副产物。洋葱状炭纳米粒子的形成由热解过程中压力迅速增加产生的震动波诱导苯基活性分子合并所制。
以芳基乙炔为前驱体制备高强度炭泡沫
张淑平, 刘明贤, 甘礼华, 吴方锐, 徐子颉, 郝志显, 陈龙武
2010, 25(01): 9-14. doi: 10.1016/S1872-5805(09)60012-3
摘要(2156) PDF(1491)
摘要:
以硫酸为催化剂, 芳基乙炔为前驱体，经聚合、正戊烷发泡、炭化获得了高强度炭泡沫。通过选择合适的制备条件，如：发泡剂的用量, 催化剂的浓度及用量, 以及匀泡剂吐温80的添加量, 可以制得孔结构良好、韧带和接点光滑的炭泡沫。芳基乙炔聚合物泡沫炭化后高的残炭率(86%)和良好的孔结构赋予炭泡沫较高的机械强度; 所制炭泡沫的耐压强度达到25.8 MPa, 强度/密度比为43.0 MPa/(g · cm-3).
具有三维连通网络结构的多孔SiC/C材料的电磁损耗特征
方志刚, 李处森, 孙家言, 张洪涛, 张劲松
2010, 25(01): 15-21.
摘要(1887) PDF(1346)
摘要:
通过有机泡沫浸渍/高温炭化和热压固化/高温炭化两种工艺分别制备了具有宏观三维连通网络结构的SiC/C泡沫和显微三维连通多孔结构的SiC/C泡沫同质压制块。使用谐振腔微扰法对比测试了2 450 MHz频率下两种材料的电磁参数随电导率的变化。结果表明：随着电导率的增加，SiC/C泡沫及其同质压制块的介电常数实部εr′均逐渐增加；电损耗tgδe均先增加，达到最大值后逐渐减小；SiC/C泡沫的磁损耗tgδm不断增加，而其同质压制块的tgδm值则先快速增加，达到最大值后缓慢下降。当二者具有相同有效电导率时，SiC/C泡沫的εr′值比其同质压制块约小1/2，tgδe值至少大2倍，而压制块的tgδm值超过SiC/C泡沫4倍多。SiC/C泡沫及其同质压制块是非磁性的，它们的磁损耗均由其特殊结构与电磁场相互作用产生的，是一种非本征磁损耗。
加碱焙烧浸出法制备高纯石墨
葛 鹏, 王化军, 赵 晶, 解 琳, 张 强
2010, 25(01): 22-28.
摘要(2071) PDF(1378)
摘要:
为了制备高纯石墨，对常规碱酸法进行改进，并采用改进后的加碱焙烧浸出法对湖北金昌鳞片石墨浮选精矿进行提纯。结果表明，使用加碱焙烧浸出法提纯后可将石墨的固定碳含量由85.792%提高至99.914%，加碱焙烧浸出法可以有效降低石墨原料中的杂质含量，其提纯效果远远优于常规碱酸法。
沥青球的HNO3氧化和炭化行为
刘小军, 梁晓怿, 刘朝军, 张 睿, 詹 亮, 乔文明, 凌立成
2010, 25(01): 29-34. doi: 10.1016/S1872-5805(09)60013-5
摘要(1986) PDF(1334)
摘要:
在室温条件下，以不同浓度的HNO3溶液（质量分数分别为10, 20, 30 and 40%）为氧化介质处理沥青球，而后直接进行高温炭化处理，利用FT-IR、XPS、SEM和元素分析表征HNO3氧化沥青球及其炭化样的化学结构和表面形貌。结果表明：用30% HNO3氧化12 h的沥青球在900 ℃高温炭化后能够保持良好的球形度和表面形貌；HNO3处理引入的-NO2官能团在400 ℃前转化为胺基，促进了沥青分子的交联，保证了沥青球炭化过程的顺利进行；当炭化温度为900 ℃时，胺基进一步发生了环化和芳构化反应，氮原子以吡啶氮和季氮形式存在。
丙烯热解炭过程的气相产物分析和动力学研究
卢翠英, 成来飞, 张立同, 赵春年
2010, 25(01): 35-40. doi: 10.1016/S1872-5805(09)60014-7
摘要(2626) PDF(1433)
摘要:
以丙烯为碳源，在700 ℃~1 200 ℃进行化学气相沉积热解炭。采用气相色谱和质谱联用对反应过程中的气体产物进行定性和半定量分析，采用磁悬浮天平实时称量反应过程中的固相产物进行动力学研究，在此基础上提出丙烯分解形成热解炭的机理。气相产物的分析结果表明：丙烯热解过程产生30多种芳香化合物，随着温度的升高，主要反应生成物由萘转变为苯；动力学研究结果表明，800 ℃~1 000 ℃的活化能为137±25 kJ/mol，生成乙炔的基元反应控制固相产物的形成。当温度高于1 000 ℃时，沉积行为由气相分子通过边界向固相表面扩散和气相成核共同控制，形成热解炭的主要物质逐渐由苯转变为不饱和碳氢化合物如乙烃，乙烯等。
聚丙烯腈基炭纤维中微孔的演变规律
李登华, 吴刚平, 吕春祥, 李永红, 贺 福, 冯志海, 李秀涛, 郭玉明
2010, 25(01): 41-47.
摘要(1981) PDF(1208)
摘要:
利用二维小角X射线散射技术（SAXS），结合纤维孔结构解析理论及分形原理得到了炭纤维形成过程中纺丝、预氧化、低温和高温炭化等四个阶段样品的微孔结构信息。结果表明：原丝中孔隙沿纤维轴向择优取向，呈长梭状，其长轴与短轴的平均尺寸分别为24.3 nm和19.2 nm，长径比为1.27。遗留到预氧化阶段的原丝孔洞使得预氧化纤维出现高达1.85的长径比极大值，这可能与原丝线性结构向预氧丝耐热梯形结构转化有关。炭化阶段微孔尺寸迅速减小，长轴、短轴分别达到3.56 nm和2.85 nm左右，长径比也减小至1.24。分形状态研究表明：表面分形维数DS值介于2.42～2.88之间，且随工艺的进行逐渐增大，低温炭化阶段变化幅度较大，说明各级产品在微观结构上越来越复杂，亦证明低温炭化是促进炭纤维微观结构转变的重要的工艺段。
溅射辅助微波等离子体化学气相沉积SiCN晶体
万 军, 马志斌, 曹 宏, 吴振辉, 汪建华
2010, 25(01): 48-52.
摘要(1614) PDF(1305)
摘要:
在微波等离子体化学气相沉积系统中，利用脉冲氮离子束溅射二氰二氨靶产生的碳氮粒子作为合成前驱物，在石英玻璃基片上研究了SiCN晶体的合成。用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱（EDX）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）研究了基片温度对薄膜的形貌、成分和结构的影响。结果表明：随着基片温度的降低，沉积物由截面为六方形的结晶良好的SiCN晶体（800 ℃）变成发育不完全的聚片状晶体（700 ℃），直到变成颗粒细小的无定形碳氮薄膜（550 ℃）。衍射峰的强度以及晶胞参数a和c的值随温度的降低而减小。薄膜为C原子部分取代Si3N4中的Si原子位置而形成的SiCN晶体，其中N原子主要与Si原子结合，C原子以sp3C—N、sp2C=N和sp2C=C键的形式存在。降低基片温度有利于提高薄膜中的C含量和sp3C—N键的含量
载体炭与Pt催化剂之间的相互作用及其引起的尺寸效应
干 林, 杜鸿达, 李宝华, 康飞宇
2010, 25(01): 53-59. doi: 10.1016/S1872-5805(09)60015-9
摘要(2352) PDF(1465)
摘要:
通过乙二醇还原，在Vulcan XC-72 炭黑上负载了三种具有不同平均粒径（1.7 nm, 3.0 nm和5.0 nm）的Pt催化剂。利用透射电子显微镜，研究了载体炭黑表面的微孔与Pt催化剂之间的几何相互作用。结果表明：尺寸较小的Pt颗粒（平均粒径为1.7 nm）通常被包含在载体表面的微孔中，表现为被一薄碳层所覆盖并嵌入炭黑基体。而尺寸较大的Pt颗粒（平均粒径为3.0 nm和5.0 nm）则不存在这种现象，往往显示出裸露的清洁表面。这种与载体表面微孔的不同相互作用引起了Pt颗粒在电化学活性比表面上的反常尺寸效应，进而影响了其催化甲醇氧化的质量比活性。
3D C/C复合材料的热膨胀性能
廖晓玲, 李贺军, 孙国栋, 李克智
2010, 25(01): 60-64.
摘要(2206) PDF(1440)
摘要:
通过测定热膨胀系数（CTE），分析了不同密度以及高温处理前后热解炭基三维编织炭/炭复合材料（3D C/C复合材料）的热膨胀行为，并与PAN基炭纤维以及热解炭的热膨胀性能作了比较。结果表明：PAN基炭纤维在1200℃以后，出现明显的负膨胀。从室温到100℃，C/C复合材料呈负膨胀状态，CTE与密度成正比；从100℃到1000℃，C/C复合材料的CTE-温度曲线基本遵循热解炭基体的热膨胀规律变化；超过1000℃以后，CTE-温度曲线出现峰值，表明热解炭的膨胀受纤维的限制。复合材料的热膨胀行为由纤维和基体二者决定。
多壁碳纳米管表面的钴-铁化学镀
肇 研, 薛亚娟, 郑 浩, 段跃新
2010, 25(01): 65-70. doi: 10.1016/S1872-5805(09)60016-0
摘要(2491) PDF(1351)
摘要:
采用化学镀法在多壁碳纳米管表面沉积钴-铁涂层。主要研究了镀液中钴盐和铁盐的摩尔比、络合剂浓度和镀液温度对镀层的影响。在钴-铁的摩尔比为9∶1，络合剂浓度为0.32 mol/L，镀液温度为60 ℃时，可得到的较为平整的镀层，且镀层中钴-铁摩尔之和达90%以上。其他条件下，则会在镀层中出现金属颗粒或钴-铁含量过少的情况。
炭纤维增强氮化物复合材料的制备及其烧蚀性能
李 斌, 张长瑞, 曹 峰, 王思青, 曹英斌
2010, 25(01): 71-74.
摘要(1954) PDF(1483)
摘要:
合成了硼吖嗪和全氢聚硅氮烷的混杂先驱体并对其结构进行了表征；以混杂先驱体和3D炭纤维编制体为原料，采用先驱体浸渍-裂解（PIP）工艺制得了炭纤维增强氮化物基体的复合材料，并对复合材料基体的抗氧化性以及抗烧蚀性能进行了研究。结果表明：混杂先驱体中含有B-N、B-H、Si-N、Si-H、N-H等结构，无其他杂质；基体材料在空气中具有优良的抗氧化性能，温度升至1000℃时仍未发生明显的质量变化，明显优于C/C复合材料；四个PIP工艺循环所制得的复合材料烧蚀表面平整，氮化物基体比增强炭纤维具有更好的耐烧蚀性能。
多壁碳纳米管吸附异甘草苷的热力学研究
韩 博, 陈 文, 王新春, 李 乐, 严 欢, 李文新
2010, 25(01): 75-78.
摘要(1854) PDF(1262)
摘要:
多壁碳纳米管可选择性地吸附结构相似的两种黄酮类化合物甘草苷和异甘草苷，研究了异甘草苷被多壁碳纳米管吸附的吸附热力学特征。结果表明：多壁碳纳米管吸附异甘草苷的量随着异甘草苷浓度的增加而增加，随着温度升高而降低。异甘草苷的吸附过程符合Freundlich方程。其ΔH0和ΔG0值表明该吸附反应是自发进行的放热反应。
贺福研究员的科研生涯
吕春祥
2010, 25(01): 79-80.
摘要(1751) PDF(1324)
摘要:

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