新型炭材料

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邱汉迅, 郑艺欣, 杨俊和

2012, 27(1): 1-11.

摘要(1994)

PDF(1604)

摘要:
目前用任何技术上可行的方法制备出的可用于商品化的单壁碳纳米管(SWCNTs)均为金属型和半导体型碳纳米管的混合物，极大地阻碍了SWCNTs在纳电子器件领域的应用研究进程。实现不同结构与性能SWCNTs的分离是解决当前SWCNTs研究困境的有效途径。通过概述SWCNTs分离研究的最新进展，分析和比较近几年发展的分离金属型和半导体型SWCNTs的主要技术和方法，认为研发具有操作简便、高效、可规模化分离，且成本低廉等特点的SWCNTs分离技术仍是今后研究的重点。

浸渍硼氧化物改善柔性石墨的氧化稳定性和力学性能

D.V. Savchenko, A.A.Serdan, V.A.Morozov, G.Van Tendeloo, S.G.Ionov

2012, 27(1): 12-18. doi: 10.1016/S1872-5805(12)60001-8

摘要(1577)

PDF(1170)

摘要:
　膨胀石墨经硼氧化物浸渍修后辊轧制成柔性石墨箔。应用激光质谱、X-光电子谱、扫描电镜和热重测定分析了所制柔性石墨箔。结果表明：浸渍硼氧化物后石墨箔的初始氧化温度提高了约150℃。即使浸渍少量（质量分数低于2%）的硼氧化物也能提高此材料的拉伸强度。纵观其浸渍改善效果，可能归因于膨胀石墨粒中与石墨片层化学键合的硼氧化物堵塞了其活性位点所致

聚乙烯/马来酸酐接枝聚合物修饰多壁碳纳米管

王国建, 金吉琼

2012, 27(1): 19-26.

摘要(1874)

PDF(1349)

摘要:
多壁碳纳米管（MWCNTs）与混酸（浓硫酸∶浓硝酸体积比为3∶1）和无水乙二胺进行酸化、胺化反应使MWCNTs表面产生羧基和氨基基团，进而与聚乙烯/马来酸酐接枝聚合物（PE-g-MA）发生开环反应制备PE-g-MWCNTs，以提高MWCNTs在聚乙烯基体中的分散性。采用红外光谱、X-射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱对MWCNTs的化学修饰进行定性表征。结果表明：当MWCNTs的体积分数为0.67%时，MWCNT/PE复合材料的体积电阻率发生渗流突变。MWCNTs的体积分数在0.1%~1.2%时，MWCNT/PE复合材料体积电阻率由10¹6Ω · m下降至10⁵Ω · m

高密度石墨泡沫及其石蜡复合材料的热物理性能

宋金亮, 郭全贵, 仲亚娟, 高晓晴, 冯志海, 樊　桢, 史景利, 刘　朗

2012, 27(1): 27-34. doi: DOI: 10.1016/S1872-5805(12)600

摘要(1667)

PDF(1353)

摘要:
以中间相沥青和添加中间相炭微球的沥青为原料，调整发泡压力和发泡温度制备沥青泡沫，经1273K炭化和2973K石墨化，制备了高密度石墨泡沫。为了进一步提高石墨泡沫的密度，采用573K的沥青反复浸渍炭化未添加中间相炭微球的沥青在1273K下所制的泡沫炭，再经2973K石墨化获得增密度后的石墨泡沫。而后制备了相应石墨泡沫/石蜡复合材料。研究了石墨泡沫热物理性能的影响因素和石墨泡沫/石蜡复合材料的热行为。研究表明：沥青组分、发泡温度和发泡压力决定了石墨泡沫的结构和热物理性能，而石墨泡沫的热导率决定了复合材料的热行为。与石蜡相比，石墨泡沫/石蜡复合材料的热扩散系数提高了768至1588倍。石墨泡沫/石蜡复合材料的潜热与石蜡的质量分数成正比。该复合材料是快速响应电子散热材料的良好选择。

化学镀镍法制备Ni/石墨烯

胡庆华, 王玺堂, 陈　浩, 王周福

2012, 27(1): 35-41. doi: 10.1016/S1872-5805(12)60003-1

摘要(2287)

PDF(1575)

摘要:
采用化学镀镍方法，以氧化石墨烯薄片为基体、NaBH₄为还原剂，在NiSO₄溶液中制备了Ni/石墨烯。通过X射线衍射、场发射扫描电镜和透射电镜对样品进行了表征，结果表明：沉积在石墨烯片表面Ni的的质量分数高达32.9%时，仍具有高度的分散性；相互堆积Ni/石墨烯片形成了介孔和大孔。氮气等温吸附表明：其介孔和大孔为狭缝型结构，孔的Brunauer-Emmett-Teller比表面积为91m²/g；吸附支的Barret-Joyner-Halenda平均孔径为3.83nm，孔容为0.28cm³/g。

化学气相渗积压力对渗积速率和热解炭组织结构的影响

张云峰, 罗瑞盈

2012, 27(1): 42-48. doi: 10.1016/S1872-5805(12)60004-3

摘要(2118)

PDF(1046)

摘要:
采用化学镀镍方法，以氧化石墨烯薄片为基体、NaBH₄为还原剂，在NiSO₄溶液中制备了Ni/石墨烯。通过X射线衍射、场发射扫描电镜和透射电镜对样品进行了表征，结果表明：沉积在石墨烯片表面Ni的的质量分数高达32.9%时，仍具有高度的分散性；相互堆积Ni/石墨烯片形成了介孔和大孔。氮气等温吸附表明：其介孔和大孔为狭缝型结构，孔的Brunauer-Emmett-Teller比表面积为91m²/g；吸附支的Barret-Joyner-Halenda平均孔径为3.83nm，孔容为0.28cm³/g。

原位聚合增密次数对C/C复合材料性能的影响

孙　超, 张　博, 杨晓光, 许正辉, 宋怀河, 花双平, 陈晓红

2012, 27(1): 49-54.

摘要(1768)

PDF(1105)

摘要:
以萘为基体碳源，Lewis酸为催化剂，通过对芳烃小分子的催化缩聚建立了一种新型原位聚合C/C复合材料的增密方法。分别对两种不同密度的炭纤维增强C/C复合材料预制体进行致密化处理，研究了原位增密次数对材料体积密度、电阻率、弯曲强度和断面形貌的影响。结果表明：经过五次致密化循环，样品密度分别由原来的1.05g/cm³和1.68g/cm³提高到1.52g/cm³和1.83g/cm³，电阻率由4.44mΩ · cm和0.84mΩ · cm降至1.09mΩ · cm和0.28mΩ · cm，弯曲强度由26MPa和86MPa增至95MPa和211MPa，说明原位聚合增密方法非常有利于快速提高复合材料的密度和其他物理性能，是一种有前途的增密新途径。

Fe₃ O₄纳米粒子作为催化剂和致孔剂制备高比表面积块体石墨化炭

王光辉, 李文翠

2012, 27(1): 55-60.

摘要(1857)

PDF(1193)

摘要:
报道了一种以Fe₃O₄纳米晶粒为催化剂和致孔剂制备具有高比表面积块体石墨化炭的方法。首先采用共沉淀法合成粒径<10nm的Fe₃O₄纳米颗粒，然后将其均匀分散到以2,4-二羟基苯甲酸（D）、甲醛（F）为原料，无水Na₂CO₃为催化剂形成的聚合物(DF)中，通过溶胶-凝胶过程和炭化过程得到掺杂Fe的石墨化炭。最后经过酸洗，得到纯的高比表面积块体石墨化炭。随炭化温度的升高(700℃~900℃)，样品的石墨化程度增加。在800℃炭化，样品已具有明显的石墨化结构，且比表面积较大。

KOH活化法制备气体分离用炭分子筛膜

张小勇, 刘　锐, 胡浩权, 郑明东

2012, 27(1): 61-66.

摘要(2217)

PDF(1182)

摘要:
选用KOH为活化剂，利用化学活化法制备炭分子筛膜，考察在热塑性酚醛树脂（PFNR）涂膜液中添加不同质量分数的KOH对炭分子筛膜的影响。结果表明，在炭化过程中，KOH的加入可促进炭分子筛膜孔径的均匀分布，使炭分子筛膜具有发达的孔隙结构。当KOH在PFNR中的添加量从0%增加到4%时，H₂的渗透速率由23.68×10^-10mol · m^-2 · s^-1 · Pa^-1提高到28.6×10^-10mol · m^-2 · s^-1 · Pa^-1；但H₂/N₂和H₂/CH₄的分离系数明显下降，分别从471.3下降到147.5、 540下降到270。CO₂/CH₄ 和O₂/N₂的分离系数只有轻微下降。

多壁碳纳米管的辐照处理及其对多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料热性能的影响

陈雅君, 杨春壮, 郭正虹, 张　艳, 程　捷, 方征平

2012, 27(1): 67-73.

摘要(1923)

PDF(1138)

摘要:
在空气中用高频高压电子加速器辐照多壁碳纳米管(MWCNTs)，采用红外光谱、能谱分析、拉曼光谱和透射电镜表征分析辐照处理对碳纳米管结构的影响；通过原位复合法制备MWCNT/环氧树脂(EP)复合材料。采用场发射扫描电镜、热失重分析和动态力学分析研究辐照处理MWCNTs对环氧树脂热稳定性的影响。结果表明：电子束辐照处理使MWCNTs表面接入了少量的含氧基团，同时破坏了MWCNTs的完整结构，当辐照剂量为170kGy时，接枝含氧基团的量最多（约为4%），且结构破坏程度较小。与原始MWCNT/EP体系相比，经电子束辐照处理后的MWCNTs在EP中分散得更均匀，并能使材料的最大热分解温度和玻璃化转变温度较纯EP有所提高，在EP中加入质量分数0.5%的经170kGy辐照处理后的MWCNTs，能够使材料的最大热分解温度和玻璃化转变温度分别提高约14℃和8℃

单向炭布叠层C/C复合材料的热压法制备及其性能

黄向东, 潘祖金, 黄俊伟, 李　强

2012, 27(1): 74-80.

摘要(1857)

PDF(1153)

摘要:

以经表面处理的石墨、单向炭布、和沥青粉为原料, 通过热压烧结制备炭布叠层C/C复合材料。考察了炭布含量对材料密度、孔隙率、弯曲强度以及摩擦磨损的影响，采用MM200摩擦磨损试验机进行了环-块摩擦磨损实验, 并借助SEM表征了材料的弯曲断口和磨痕形貌。结果表明:当炭布质量分数为50%时，C/C复合材料的综合性能最好,抗弯强度为112.2MPa, 密度为1.72g/cm³, 摩擦系数为0.28, 磨损率为3.68×10^-13m³ · N^-1 · m^-1。弯曲实验中材料呈“假塑性”方式破坏，断口出现大量纤维的拔出。石墨相含量的增加有利于形成较好的摩擦膜，降低磨损率,保持摩擦系数稳定

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